JP2017503836A - 親水性活性化合物のナノカプセル化 - Google Patents

Abstract

本発明は、水溶性タンパク質、グルカン及び親水性の活性作用物質を含むナノ粒子を提供し、該グルカンはメタリン酸塩により少なくとも部分的に架橋されている。【選択図】なし

Description

本発明は、親水性活性化合物を含むナノ粒子及びそれらを調製するナノカプセル化プロセスに一般的に関する。

ペプチド及びタンパク質薬剤の大部分は、未だに毎日の注射により投与されており、したがってコンプライアンスの問題、疼痛に関連する問題及び患者にとって大きな不便を伴う。それ故、そのような薬剤のための長期にわたる注入送達システム又は非侵襲的送達システムのいずれかが必要とされる。

経口経路は、高い患者の容認及びコンプライアンスと共に自己投与の利点を提供する。

ペプチド及びタンパク質の経口及び注射による長期放出送達は、依然として挑戦すべき課題であり、毎日の投与を必要とする非経口的な従来の送達に対する最も魅力的な代替法であることに変わりはない。最近２０年にわたり投入された集中的な努力にも拘わらず、親水性の有効な高分子の経口送達のための実現性がある解決は、これらの親水性高分子の貧弱な腸膜透過率に制約された経口バイオアベイラビリティー、消化管における不安定性及び徹底的で急速な代謝と関連する幾つかの欠点及び障害のために出現していない。

顕著なバイオアベイラビリティーを有する経口タンパク質送達システムを開発する目的のために、
（ａ）高分子の物理化学的性質の改変；
（ｂ）高分子の新規な官能化；又は
（ｃ）ナノキャリアの使用による改善された積載物送達
という３通りの手法を採用することができる。

上記手法に関わりなくやはり、タンパク質の当初の生物学的活性を維持することは必須である。経口送達システムは、さらなる臨床試験の可能性があると考えられる機会を有するために、そのような高分子の腸膜透過率を大きく増大させる必要がある。多くのナノ及びミクロ粒子送達システムが、親水性高分子の経口吸収を改善するために使用されて有望な結果を示したが、腸吸収及び薬剤の安定性保護に関して限界に未だ苦しんでいる。

ナノサイズのシステム（例えば、リポソーム、脂質及びポリマーのナノ粒子、ミセル、その他）は、タンパク質送達のための伝統的剤形よりも有利であることが見出されている。バイオ医薬は、近い将来において治療薬の主要な供給源になると予想されている［１］。それにも拘わらず、そのような分子の治療的活用は、それらを使用する固有の限界；即ち、低い経口バイオアベイラビリティー及び生物学的及び物理化学的不安定性を申し分なく克服できる適当な剤形を開発する可能性にかかっている。しかしながら、タンパク質薬剤の経口投与は、それらのタンパク質分解という不安定性及び生物学的障壁を越える能力の限界に基づく多くの困難に遭遇した。リポソーム及びミセルに基づく送達システムは、消化管の管腔で安定でなく、繊細な高分子に対する適切な保護をもたらすことができない。

それ故、薬学的剤形の中で、ナノ粒子は、ペプチド薬剤の薬剤送達のための探査に成功した［２〜４］。ナノ粒子、より具体的に生分解性ポリマーのナノ粒子は、それらを種々の用途に適したものにする、優れた組織への生体適合性、生分解性、組成柔軟性及び小さいサイズを有する。さらに、これらの剤形は、経口投与後の薬剤バイオアベイラビリティーを増大させることが示された［５］。

生分解性ポリマーを用いるカプセル化は、非常に魅力的であるが、それでも製造プロセスが複雑であり親水性高分子は高価である。タンパク質薬剤をこれらのシステムに効率よく包埋する手法の場合に、ポリマーを使用するカプセル化は、（ａ）タンパク質の貯蔵及び送達中の分解からの保護、及び（ｂ）所望のときに徐放性プロファイルを提供することができる。［６〜８］。
引用文献
［１］Ｔｓｕｊｉ，Ｋ．，Ｔｓｕｔａｎｉ，Ｋ．Ｅｕｒ．Ｊ．Ｐｈａｒｍ．Ｂｉｏｐｈａｒｍ．，２００８，６８，４９６〜５０２
［２］Ｊｏｓｈｉ，Ｍ．Ｄ．，Ｍｕｌｌｅｒ，Ｒ．Ｈ．Ｅｕｒ．Ｊ．Ｐｈａｒｍ．Ｂｉｏｐｈａｒｍ．，２００９，７１，１６１〜１７２
［３］Ｋｌｕｇｅ，Ｊ．，Ｆｕｓａｒｏ，Ｆ．，Ｍｕｈｒｅｒ，Ｇ．，Ｔｈａｋｕｒ，Ｒ．，Ｍａｚｚｏｔｔｉ，Ｍ．，／．Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔ．Ｆｌｕｉｄｓ，
２００９，４８，１７６〜１８２
［４］Ｍｅｈｎｅｒｔ，Ｗ．，Ｍａｄｅｒ，Ｋ．Ａｄｖ．Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖ．Ｒｅｖ．，２００１，４７，１６５〜１９６
［５］Ｇｕｒｓｏｙ ＲＮ，Ｂｅｎｉｔａ Ｓ．，Ｂｉｏｍｅｄ Ｐｈａｒｍａｃｏｔｈｅｒ 他，２００４，５８，１７３〜８２
［６］Ａｌｍｅｉｄａ，Ａ．Ｊ．，Ｓｏｕｔｏ，Ｅ．Ａｄｖ．Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖ．Ｒｅｖ．，２００７，５９，４７８〜４９０
［７］Ｂｉｌａｔｉ，Ｕ．，Ａｌｌｅｍａｎｎ，Ｅ．，Ｄｏｅｌｋｅｒ，Ｅ．Ｅｕｒ．Ｊ．Ｐｈａｒｍ．Ｂｉｏｐｈａｒｍ．，２００５，５９，３７５−３８８
［８］Ｍｕｎｄａｒｇｉ，Ｒ．Ｃ．，Ｂａｂｕ，Ｖ．Ｒ．，Ｒａｎｇａｓｗａｍｙ，Ｖ．，Ｐａｔｅｌ，Ｐ．，Ａｍｉｎａｂｈａｖｉ，Ｔ．Ｍ．／．Ｃｏｎｔｒｏｌ．Ｒｅｌｅａｓｅ，２００８，１２５，１９３〜２０９
［９］ＷＯ２０１２／１０１６３９

本発明は、ペプチドの薬剤放出を保護及び制御するための親水性バイオ高分子のナノカプセル化を提供する。この新規な戦略は、溶解した薬剤の放出ではなく、ポリマーのブレンド内にミクロカプセル化されたときに、又は別法で、すでに記載されたナノ噴霧乾燥技法［９］を使用して二重にナノカプセル化されたときに非経口投与の後、ナノ粒子内に搭載された小さいペプチドの薬剤種を粘膜の近傍に制御して放出することを可能にする。そのようなカプセル化は、経口投与の場合に繊細な高分子の酸性環境から、及び投与経路に関らずタンパク質分解酵素による分解からの保護も提供する。

したがって、その態様の１つで、本発明は、水溶性タンパク質、メタリン酸塩により少なくとも部分的に架橋されたグルカン及び親水性の活性作用物質を含むナノ粒子を提供する。

本明細書において使用する本発明の「ナノ粒子」は、粒子状物質であり、生体適合性であり、充分量のナノ粒子がヒト又は動物の体内に投与された後、所望の標的組織（器官）に到達し得るために充分な時間実質的に完全なままであるように、化学的及び／又は物理的破壊に対して充分に抵抗性であるナノカプセル（ＮＣ）又はナノスフェア（ＮＳ）である。概して、ナノ粒子は球形の形状であり、７００ｎｍまでの平均直径を有する。粒子の形状が球形でない場合には、直径には粒子の最長寸法を当てはめる。

親水性の活性作用物質と関連する種々のパラメーター（例えば、溶解度、分子量、極性、電荷、反応性、化学的安定性、及び生物学的活性等）に依存して、作用物質は、前記ナノ粒子中に含有され（カプセル化され）、及び／又はナノ粒子を構成するマトリックス中に埋め込まれ得る。それ故、選択された用途のために、ナノ粒子は、ポリマーのシェル及び少なくとも１種の親水性の活性作用物質を含有するコアを有するコア／シェルの形態（この後、ナノカプセルとも称する）であることができる。

あるいは、ナノ粒子は、はっきりしたコア／シェル構造を特色としない実質的に均一な組成であってもよい。これらのナノ粒子は、本明細書ではナノスフェア（ＮＳ）とも称される。

幾つかの実施形態では、ナノ粒子はナノスフェア及びナノカプセルから選択される。

他の実施形態では、平均直径は約１００から２００ｎｍの間である。他の実施形態では、平均直径は約２００から３００ｎｍの間である。さらなる実施形態では、平均直径は約３００から４００ｎｍの間であり、平均直径は４００から５００ｎｍの間である。さらなる実施形態では、平均直径は約６００から７００ｎｍの間である。

幾つかの他の実施形態では、平均直径は約５０から７００ｎｍの間である。他の実施形態では、平均直径は約５０から５００ｎｍの間である。他の実施形態では、平均直径は約５０から４００ｎｍの間である。さらなる実施形態では、平均直径は約５０から３００ｎｍの間である。さらなる実施形態では、平均直径は約５０から２００ｎｍの間である。さらなる実施形態では、平均直径は約５０から１００ｎｍの間である。

ナノ粒子は、各々実質的に同じ形状及び／又はサイズであってもよい。幾つかの実施形態では、ナノ粒子は、粒子の０．０１パーセント以下から１０パーセントまでが上で示した平均直径を超えるか又はそれ未満の１０パーセントを超える直径を有するような、また、幾つかの実施形態では、ナノ粒子の０．１、０．２、０．４、０．６、０．８、１、２、３、４、５、６、７、８、又は９パーセント以下が上で示した平均直径を超えるか又はそれ未満の１０パーセントを超える直径を有するような直径分布を有する。

「水溶性タンパク質」とは、溶媒和の媒体、即ち水との双極子−双極子相互作用の形成が可能で、タンパク質を水溶性にする構造を有するタンパク質のクラスに属するタンパク質である。該タンパク質は、線状構造であることも、又は球状構造であることもある（即ち、疎水性アミノ酸が構造の内部に向かって配向し、それに対して親水性アミノ酸が外側に向かって配向している球形の４要素からなる構造を有する）。

幾つかの実施形態では、水溶性タンパク質はアルブミンである。

他の実施形態では、アルブミンは、ヒト血清アルブミン（ＨＳＡ）及びウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）から選択されてもよい。

本明細書において使用する「グルカン」とは、グリコシド結合により連結されて一緒になった糖モノマーの多糖を包含することを意味する。グルカンは、α−グルカンであっても又はβ−グルカンであってもよく、天然、合成又は半合成起源であってもよい。

幾つかの実施形態では、グルカンはα−グルカンである。

少なくとも１種のグルカンは、２種以上のグルカンの組合せ（例えば、混合物）であってもよい。少なくとも１種のグルカンは、当技術分野において知られた１種又は複数種のグルカンであってもよい。少なくとも１種のグルカンの例は、酸化されたセルロース、プルラン、デンプン、グリコーゲン、デキストラン、リケニン、マンナン、ガラクトマンナン、アラビノキシラン、ガラクトン及びそれらの任意の誘導体であるが、これらに限定されない。

幾つかの実施形態では、少なくとも１種のグルカンはデキストランである。

他の実施形態では、グルカンは、約５ＫＤａ（キロドルトン）と２，０００ＫＤａの間の分子量を有していてもよい。

本発明のナノ粒子において、グルカンは、「少なくとも部分的に架橋され」ており；グルカン分子の少なくとも幾つかは、架橋剤により相互に接続されて３次元構造を形成する。グルカンは、少なくとも１％架橋され（即ち、グルカンの全−ＯＨ基の１％が架橋剤に結合している）、少なくとも２％架橋され、少なくとも５％架橋され、少なくとも１０％架橋され、少なくとも２０％架橋され、又はさらに少なくとも３０％架橋されていてもよい。

架橋は、任意の知られている架橋剤によることができる。幾つかの実施形態では、架橋は、メタリン酸塩の使用により達成される。幾つかの実施形態では、架橋は、少なくとも１つはメタリン酸塩作用物質である架橋剤の組合せを使用することにより達成することができる。

幾つかの実施形態では、１種又は複数種のメタリン酸塩がグルカンを少なくとも部分的に架橋するための架橋剤として使用される。用語「メタリン酸塩」は、実験式ΡＯ_３ ⁻を有するオキシアニオンを包含することを意味し、ＰＯ_４構造単位が構成された構造を有すると記載することができる。幾つかの実施形態では、メタリン酸塩は、トリメタリン酸ナトリウム（ＳＴＭＰ）、五塩基性トリリン酸ナトリウム（ＳＴＰＰ）、及びオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ_３）から選択される。

幾つかの実施形態では、メタリン酸塩は、式：

を有するトリメタリン酸ナトリウム（ＳＴＭＰ）である。

理論により束縛されることは望まず、ＳＴＭＰは、グルカンのヒドロキシル（−ＯＨ）基とだけ反応する。同様なシステムのために使用されるグルタルアルデヒドなどの典型的な架橋剤とは異なり、ＳＴＭＰは、−ＮＨ_２基に結合しない。それにより、望ましくない結合に基づく親水性の活性作用物質の活性の障害は防止され、一方、活性化合物のための担体及び／又は保護容器として使用される架橋されナノ粒子の形成は維持される。したがって、架橋されたグルカンは、タンパク質（即ち、アルブミン）を輸送するための粒子状構造を形成し；一方、タンパク質は、順送りで、親水性の活性作用物質の担体及び保護層として役立つ。

幾つかの実施形態では、グルカン（例えばデキストラン）とメタリン酸塩（例えばＳＴＭＰ）との比は１：１０から３：４ｗ／ｗの間である。他の実施形態では、この比は、１：１、１：２、１：４、１：１０、２：１及び３：４（ｗ／ｗ）（グルカン（例えばデキストラン）：メタリン酸塩（例えばＳＴＭＰ））であってもよい。

上記のように、本発明のナノ粒子は、少なくとも１種の「親水性の活性作用物質」も含む。親水性の活性作用物質は、対象者（ヒト又は非ヒト）における疾患又は障害の治療又は予防のために使用される活性親水性薬剤から選択することができる。その活性薬剤は、ビタミン、タンパク質、酸化防止剤：、ペプチド、ポリペプチド、脂質、炭水化物、ホルモン、抗体、モノクローナル抗体、ワクチン、予防薬、診断薬、造影剤、核酸、栄養補助食品、分子量が約１，０００Ｄａ未満又は約５００Ｄａ未満の低分子、電解質、薬剤、免疫学的作用物質及び上記の任意の組合せから選択することができるが、これらに限定されない。

幾つかの実施形態では、親水性の活性作用物質は、ホルモンの中から選択することができる。

幾つかの実施形態では、親水性の活性作用物質は、インスリン、エキセナチド、成長ホルモン（例えばソマトトロピン）、オクトレオチド酢酸塩、ランレオチド酢酸塩、ゴセロリン酢酸塩、コパキソン、エタネルセプト、又はモノクローナル抗体、例えば、セツキシマブ、トラツズマブ、アダリムマブ、ベバシズマブなどから選択される。

幾つかの実施形態では、親水性の活性作用物質は、−ＮＨ_２末端部分又は−ＮＨ_２側鎖部分を有する。ＳＴＭＰは、そのような親水性の活性作用物質の−ＮＨ_２基と反応しないので、ＳＴＭＰと活性作用物質の間の架橋又は如何なる化学反応も架橋プロセス中に起こり得ない。この結果、活性作用物質はナノ粒子内にカプセル化されて、その活性及び／又は構造は損傷されず又は影響されない。

本発明のナノ粒子は、広範囲の親水性の活性作用物質のための送達媒質として、局所で、眼で、経口的に、吸入により、鼻で、又は非経口的に循環システム中で使用することができる。本発明のナノ粒子送達システムは、目標とされる薬剤送達及び制御された放出の適用を容易にして、クレアランスの低下にも基づいて作用の部位における薬剤バイオアベイラビリティーを増大させ、投薬頻度を減少させ、副作用を最小にする。本発明のナノ粒子は、乾燥粉末の形態で使用することができ（そのまま、例えば、吸入できる組成として投与される）、又は水性媒体で再構成されて注射用剤形を形成することができる。

必要な場合には、さまざまな環境に対する活性化合物のさらなる保護及び安定化を提供するために、本発明のナノ粒子をより大きい粒子、即ち、非経口的投与のためのナノカプセル又は経口投与のための微粒子中にさらにカプセル化することができる。

したがって、別の１つの態様で、本発明は、本明細書で定義された本発明の疎水性ポリマー及び複数のナノ粒子を含む担体を提供し、該複数のナノ粒子は、（ｉ）疎水性ポリマー、例えばＰＬＧＡによりカプセル化されているか（即ち、二重ナノカプセル化を形成）；又は（ｉｉ）疎水性ポリマーのブレンドなどで形成されたマトリックス中に埋め込まれている。そのようなポリマーのブレンドは、オイドラギット：ＨＰＭＣブレンドであってもよく、該ブレンドでオイドラギットはｐＨ依存性の溶解度を有し、一方、ＨＰＭＣはｐＨに関わらず水溶性である。

そのようなさらなるカプセル化は、ナノ粒子を含む種々の構造を生じ得る。例えば、ナノ粒子がナノスフェアである場合、疎水性ポリマーは、ナノスフェアを外側のシェルの形成によりカプセル化することができ、即ち、ナノスフェアを含むナノカプセル（二次ＮＣ中の一次ＮＳ）を形成する。あるいは、該疎水性ポリマーは、中にナノスフェアが埋め込まれているマトリックスの形態（二次ミクロスフェア中の一次ＮＳ）であってもよい。

同様に、ナノ粒子がナノカプセルである場合、疎水性ポリマーは、ナノカプセルをカプセル化することができ（二次ＮＣ中の一次ＮＳ）、又はマトリックスの形態（二次ミクロスフェア中の一次ＮＳ）であってもよい。

幾つかの実施形態では、薬剤担体は、ナノカプセル、ナノスフェア及びそれらの混合物から選択される形態であってもよい。

用語「疎水性ポリマー」は、水を吸収する傾向が殆ど又は全くないポリマー材料を指す。理論により束縛されることは望まず、そのようなポリマーは、水性環境における親水性の活性作用物質の送達のための保護層又はマトリックスとして役立つ。疎水性ポリマーは、本発明の担体に、所定の様式で親水性の活性作用物質を放出する徐放性又は制御放出特性を付与するためにも使用することができる。

幾つかの実施形態では、疎水性ポリマーは、ポリ（乳酸グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ポリ（乳酸）（ＰＬＡ）、ポリ（ラクト−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧ）、ポリ（ラクチド）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）及びポリ（ヒドロキシブチレート）から選択される。

幾つかの実施形態では、疎水性ポリマーは、ポリ（乳酸グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）及びポリ（ラクト−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧ）から選択される。

担体は、典型的には概して球形形状であってもよく、幾つかの実施形態では、約２００から９００ｎｍの間の直径を有する。他の実施形態では、担体の直径は、約２００から８００ｎｍの間、約２００から７００ｎｍの間、約２００から６００ｎｍの間、又は２００及び５００ｎｍの間であってもよい。幾つかの他の実施形態では、担体の直径は、約３００から９００ｎｍの間、約４００から９００ｎｍの間、約５００から９００ｎｍの間、約６００から９００ｎｍの間又は約７００から９００ｎｍの間であってもよい。

本発明のナノ粒子及び／又は担体は、医薬組成物中に剤形化することができる。したがって、別の態様において本発明は、本発明の本明細書で記載されたナノ粒子及び／又は担体を含む医薬組成物を提供する。

別の態様において、親水性の活性作用物質の送達システムが提供され、該送達システムは、疎水性ポリマー及び前記疎水性ポリマー内にカプセル化された本明細書に記載された複数のナノ粒子を含む。

本発明のさらなる態様により、マトリックスを形成する疎水性ポリマー、及び前記マトリックス内に埋め込まれた本明細書に記載された複数のナノ粒子を含む、親水性の活性作用物質の送達システムが提供される。

本発明の送達システムは、少なくとも約１２時間、又は幾つかの実施形態では、少なくとも約２４時間、少なくとも７日、又はさらに少なくとも２週間などの時間にわたって作用物質の制御された放出を可能にする速度で活性作用物質を送達するために適する。それなりに、該送達システムは、限定されないが、薬剤送達、遺伝子療法、医学的診断などの種々の用途のために、及び例えば、皮膚病、癌、病原体によって運ばれる疾患、ホルモン関連疾患、臓器移植、及び他の異常細胞又は組織の増殖と関連する反応生成物のための医学的療法のために使用することができる。

医薬組成物中におけるナノ粒子及び／又は担体の濃度は、所望の有効量の親水性活性作用物質を対象者に送達するのに充分な量であるように、及び選択された投与の特定の様式に従って選択することができる。知られているように、本発明における目的のための「有効量」は、当技術分野において知られたそのような考慮により決定することができる。その量は、とりわけ、治療されるべき疾患のタイプ及び重症度及び治療計画に応じて、所望の治療効果を達成するために効果的でなければならない。有効量は、典型的には、適切に設計された臨床試験（用量範囲の検討）で決定され、当業者は、有効量を決定するためにそのような試験を適切に実施する方法を知っているであろう。一般的に知られているように、有効量は、種々の要因、とりわけ、その体内分布プロファイル、体内における半減期などの種々の薬理学的パラメーターに、もしあれば望ましくない副作用に、年齢及び性別などの要因に依存する。

医薬組成物は、薬学的に許容される添加剤をさらに含むことができて、それらは、例えば、媒質、補助剤、賦形剤、又は希釈剤であってもよく、当業者に周知であり、公開で容易に入手できる。薬学的に許容される添加剤は、活性作用物質に対して化学的に不活性なもの及び使用条件下で有害な副作用又は毒性を有しないものであることが注意事項である。それに加えて、上記組成物は、皮膚軟化剤、加湿剤、増粘剤、乳化剤、中和剤、着色剤、香料、吸収剤又はフィルター、防腐剤及び／又はゲル化剤などの他の標準的添加剤を含んでいてもよい。

幾つかの実施形態では、医薬組成物は、前記親水性の活性作用物質の局所、経口、吸入、鼻内、経皮、眼内又は非経口的投与に適合されている。他の実施形態では、医薬組成物は、前記親水性の活性作用物質の経口投与に適合されている。幾つかの他の実施形態では、医薬組成物は、前記親水性の活性作用物質の注射による投与に適合されている

添加剤の選択は、特定の活性作用物質により、並びに上記組成物を投与するために使用される特定の方法又は送達システムにより一部は決定されるであろう。

経口投与のために適当な医薬組成物は、（ａ）水、食塩水、又はオレンジジュースなどの希釈剤に溶解された有効量の化合物などの液体溶液；（ｂ）所定量の活性成分を、固体又は顆粒として各々含有するカプセル、サシェ、錠剤、ロゼンジ、及びトローチ；及び（ｃ）散剤からなることができる、カプセルの形態は、例えば、界面活性剤、潤滑剤、及び不活性な賦形剤、例えば、ラクトース、スクロース、リン酸カルシウム、及びトウモロコシデンプンなどを含有する通常の硬質又は軟質のシェル入りのゼラチンタイプであることができる。錠剤形態は、ラクトース、スクロース、マンニトール、トウモロコシデンプン、ジャガイモデンプン、アルギン酸、微結晶性セルロース、アラビアゴム、ゼラチン、グアーガム、コロイド状二酸化ケイ素、タルク、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸、及び他の賦形剤、着色剤、希釈剤、緩衝液剤、崩壊剤、加湿剤、防腐剤、着香剤、及び薬理学的に適合性の担体の１種又は複数種を含むことができる。ロゼンジ形態は、香味料、通常スクロース及びアラビアゴム又はトラガカント中に活性成分を含むことができ、トローチ（pastille）も同様に、ゼラチン及びグリセリン、又はスクロース及びアラビアゴム、エマルション、ゲルなどの不活性基剤中に活性成分を含み、同様なものも活性成分に加えて、当技術分野において知られているような担体を含有する。

本発明のナノ粒子は、単独で又は他の適当な構成要素との組合せで、吸入により投与されるべきエアロゾル剤形に作製することができる。これらのエアロゾル剤形は、ジクロロジフルオロメタン、プロパン、窒素などの加圧された許容される噴射剤中に入れることができる。それらは、ネブライザー又は噴霧器などにおける加圧されていない製剤のための医薬として剤形化することもできる。

非経口的投与に適した組成には、抗酸化剤、緩衝液剤、静菌剤、及び剤形を意図される受容者の血液と等張にする溶質、及び懸濁剤、可溶化剤、増粘剤、安定剤、及び防腐剤を含む水性滅菌懸濁液を含有することができる等張の滅菌注射用水溶液が含まれる。該非経口的剤形は、典型的には、溶液中に約０．５から約２５重量％の活性成分を含むであろう。適当な防腐剤及び緩衝剤は、そのような剤形で使用することができる。注射部位における刺激を最小化又は排除するために、そのような組成は、約１２から約１７の親水性疎水性バランス（ＨＬＢ）を有する１種又は複数種の非イオン性界面活性剤を含有することができる。そのような剤形中における界面活性剤の量は、約５から約１５重量％の範囲にある。適当な界面活性剤には、ソルビタンモノオレエートなどのポリエチレンソルビタン脂肪酸エステル及びエチレンオキシドと、プロピレンオキシドのプロピレングリコールとの縮合により形成された疎水性基剤との高分子量付加物が含まれる。非経口的剤形は、単位用量又は複数回使用の、アンプル及びバイアルなどの密封された容器で提供することができ、凍結乾燥された（lyophilized）条件下で貯蔵できて、使用直前に無菌液体担体、例えば、注射用の水を単に添加することが必要なだけである。

本発明の組成は、注射用剤形に作製することができる。注射用組成物のための効果的な薬学的担体にとっての要件は、当業者に周知である。

本明細書において使用する用語「局所の」とは、本発明による組成を、対象者の皮膚（ヒトの又は非ヒトの皮膚）の少なくとも一部分に、所望の効果、部位で例えば、化粧用の又は治療の効果を得るために直接適用することを指す。

本発明のナノ粒子、担体及び／又は送達システムは、生体適合性水溶液中で投与することができる。この溶液は、食塩水、水又は薬学的に許容される媒体を含むことができるが、これらに限定されない。

送達システム剤形の投与は、単回用量又はある一定の間隔後に１回若しくは数回繰り返される用量で実施することができる。適当な投薬量は、治療されている個体、投与様式、治療剤の固有の特性及び達成されるべき特定の治療効果により、及びそれに直接依存して左右される治療的に有効な投薬量のようなパラメーターによって変化し得る。適当な用量は、当業者によって確立することができる。

幾つかの実施形態では、送達システムは、典型的には経口投与のために生分解性カプセル内にさらにカプセル化することができる。そのような実施形態では、前記生分解性カプセルは、腸用にコートされたカプセルの形態である。

幾つかの他の実施形態では、送達システムは、目標の治療剤送達の促進及び前記親水性の活性作用物質の制御された放出投与に適応可能である。

本発明の別の態様により、疾患、障害又は慢性状態を治療するための医薬組成物を調製するための本明細書に記載された本発明のナノ粒子又は担体の使用が提供される。慢性状態の例は、糖尿病、肥満症、ホルモン欠乏症、タンパク質欠乏症その他であるが、これらに限定されない。本発明の粒子は、活性作用物質（例えば、ホルモン又はタンパク質）の長期放出を提供するので、本発明のこれらのナノ粒子の投与は、必要とされる日常的処置の数を減らすことができて、それにより患者の生活の質を改善し、並びに患者の治療に対するコンプライアンスを増進する結果になる。

本明細書において使用する用語「治療」又はその任意の言い換えは、疾患と関連する望ましくない症状を寛和すること、そのような症状の発現をそれらが起こる前に防止すること、該疾患の進行を遅らせること、症状の悪化を遅らせること、慢性状態を安定化すること、寛解期間の発現を増強すること、疾患の進行性の慢性ステージで引き起こされる不可逆的損傷を遅らせること、前記進行性ステージの発症を遅らせること、重症度を軽減し若しくは該疾患を治癒させること、生存率を向上させ若しくはより急速な回復を誘発すること、又は疾患の発生を予防すること又は上記の２種以上の組合せに効果的な本発明のナノ粒子又は送達システムの治療剤の量を投与することを指す。

別の態様では、水溶性タンパク質、グルカン及び親水性の活性作用物質を含むナノ粒子の調製プロセスが提供され、グルカンはメタリン酸塩により少なくとも部分的に架橋されており、該プロセスは：
−有機溶媒を、前記水溶性タンパク質及び前記グルカンを含む第１の水溶液と前記親水性の活性作用物質を含む第２の水溶液とを含有する混合物中に送達する（例えば、注射により）こと；及び
−前記ナノ粒子を得るために、前記メタリン酸塩を前記混合物に添加してそれにより前記グルカンを少なくとも部分的に架橋させることを含む。

幾つかの実施形態では、該プロセスは：
−前記水溶性タンパク質及び前記グルカンを含む第１の水溶液と前記親水性の活性作用物質を含む第２の水溶液との混合物を得ること；
−有機溶媒を、前記混合物中に送達すること（例えば、注射する）；及び
−前記ナノ粒子を得るために、前記メタリン酸塩を前記混合物に添加して前記グルカンをそれにより少なくとも部分的に架橋すること
を含む。

さらなる実施形態では、該プロセスは：
−前記水溶性タンパク質及び前記グルカンを含む第１の水溶液と前記親水性の活性作用物質を含む第２の水溶液とを混合して混合物を得ること；
−有機溶媒を、前記混合物中に送達する（例えば、注射する）こと；及び
−前記ナノ粒子を得るために、前記メタリン酸塩を前記混合物に添加してそれにより前記グルカンを少なくとも部分的に架橋すること
を含む。

さらなる実施形態では、有機溶媒は注射により混合物中に送達される。

本明細書で開示された主題の事柄をよりよく理解するために、及び如何にしてそれが実際に実施され得るかを例示するために、ここで、実施形態を、限定にならない単なる例によって添付図面を参照して説明することにする。該図面において：
図１Ａは、ＳＴＭＰによるデキストランの架橋機構の模式的説明である。 図２Ｂは、架橋され粒子の模式的説明である。 図２は、アルブミンを水溶液で不溶性にするアルブミンの架橋反応を示す。 図３は、エキセナチドの異なった剤形（ＦＩ−Ｖ）及びバイエッタに対する体重の結果を示す。 図４は、バイエッタを用いた予備実験による血中グルコースレベルを示す。 図５は、エキセナチドの異なった剤形（ＦＩ−Ｖ）及びバイエッタによる血中グルコースレベルを示す。 図６は、異なった日における異なった群の血漿インスリンレベルを示す。 図７Ａは、異なった日における異なった群のグリコシレートヘモグロビンレベルを示す。 図７Ｂは、１０日間治療におけるグリコシレートヘモグロビンレベルの全平均を示す。 図８Ａは、ＤＸ−５０ＮＰ剤形の冷凍ＴＥＭ像を示す。 図８Ｂは、ＤＸ−１５０ＮＰ剤形の冷凍ＴＥＭ像を示す。 図９Ａは、Ｇｌｕｔ−１ＭＰのＸＨＲ−ＳＥＭ像を示す。 図９Ｂは、ＤＸ−５０ＭＰのＸＨＲ−ＳＥＭ像を示す。 図９Ｃは、ＤＸ−１５０ＭＰ剤形のＸＨＲ−ＳＥＭ像を示す。 図１０は、バイエッタ（商標）及びエキセナチド溶液の２０μｇ／ラット（５６μｇ／ｋｇ）の用量における皮下注射及び種々の剤形の５０μｇ／ラットの用量（ＤＥＸ５０及びＤＥＸ１５０についてそれぞれ１６５及び６５μｇ／ｋｇ）における経口投与後のラットにおけるエキセナチドの薬物動態学的プロファイルを示す。 図１１Ａ−Ｃは、二重カプセル化ＢＳＡ／インスリンＮＰの冷凍保護プロセス後に凍結破砕したＳＥＭ像である。 図１２は、種々のインスリン搭載ナノ粒子剤形の絶食条件における皮下投与後の血中グルコースレベル（Ｎ＝３）を示す。 図１３は、ｈ−インスリン搭載ナノ粒子剤形の非絶食条件における皮下投与後の血中グルコースレベル（Ｎ＝３）を示す。

エキセナチドは、グルコース代謝及びインスリン分泌の制御因子であるヒトグルカゴン様ペプチド−１（ＧＬＰ−１）に類似の生物学的性質を示すアメリカドクトカゲの唾液中で見出されたホルモンのエクセンジン−４の合成品である。インクレチンホルモン、ＧＬＰ−１及びグルコース依存性のインスリン指向性ペプチド（ＧＩＰ）は、食物摂取後に結腸のＬ及びＫ内分泌細胞により産生される。ＧＬＰ−１及びＧＩＰは、膵中のランゲルハンス島のβ細胞からのインスリン分泌を刺激する。ＧＬＰ−１のみが糖尿病性状態でインスリン分泌を生じさせるが、それは生体内の半減期が非常に短い（２〜３分）ので、糖尿病の臨床的治療としては有効でない。

エキセナチドは、３９アミノ酸のペプチドで、効果を有するインスリン分泌促進薬である。該薬物は、充填されたペン型のデバイスを使用して皮下に１日に２回注射される。エキセナチドは、ＧＬＰ−１に対して５０％アミノ酸相同性を有し、構造的にＧＬＰ−１と類似であり、生体内でより長い半減期（２．４時間）を有する。したがって、それを、哺乳動物でインスリン分泌を刺激して血中グルコースを低下させる性能について試験して、糖尿病性状態に効果的であることが見出された。齧歯類についての検討で、それは、膵中のβ細胞の数を増加させることも示された。

エキセナチドは、インスリンレベルを速やかに（投与後約１０分以内）上昇させ、インスリンレベルは、実質的にその後１時間又は２時間にわたって低下する。エキセナチドは、経口抗糖尿病薬による血糖症制御の達成に成功していない２型糖尿病を有する患者のための補助療法として承認されている。食事後にとられる用量は、前以てとられる用量よりも血糖に対する効果がはるかに小さい。血糖に対する効果は６から８時間後に減少する。該医薬は２通りの用量：５μｇ及び１０μｇで利用できる。治療は、しばしば５μｇの用量で始めて、有害な効果が重要でなければ用量は増加される。メーカーによれば、自己注射器は、最初の使用の前に冷蔵庫中に２から８℃の間で、次に２から２５℃の間の温度で貯蔵しなければならない。それ故、暑い気候では、それは連続的に冷蔵されるべきである。エキセナチドの臨床用途において可能性のある不利点は、高頻度の皮下（ＳＣ）注射が必要なことであることは強調されるべきである。皮下注射は、注射部位における疼痛、副作用及び可能な感染の原因となり得るので、患者のコンプライアンスに悪影響を及ぼし得る。

エキセナチドの長時間作用性の放出形態が、１週間に１回の注射として使用されるように開発された。この徐放性剤形は、エキセナチド及び吸収性縫合糸及び長期放出医薬における使用が確立された、制御された速度でゆるやかな薬剤送達を可能にする一般的な生分解性ポリマーであるポリ（Ｄ，Ｌ乳酸−ｃｏ−グリコール酸）の注射用ミクロスフェアからなる。したがって、エキセナチドの徐放性放出は、特に体重減少が個々の患者管理に必須の態様である２型糖尿病の治療のための有用な選択肢である。しかしながら患者では、それは、未だ注射であり、１週間に１回注射される必要がある。

エキセナチド及びインスリンは、動物で再生されたデータからの外挿によれば、低い（２％未満と見積もられる）を示す親水性生体高分子であり、この低い経口ヒトバイオアベイラビリティーは、タンパク質分解の不安定性及び生体膜を通して透過する限定された能力に帰せられた。

本発明においては、親水性高分子のカプセル化が、エキセナチド及びインスリンのために実証される。第１の目的は、最終の散剤剤形における薬剤含有率が、可能な最高であることを確実にするために、経口投与のための微粒子へのナノ粒子搭載を増大させる目的で、妥当なレベルでナノ粒子のマトリックス中にエキセナチドを包埋することである。

本発明は、より大きいナノカプセル中にさらに埋め込まれて、非経口経路を使用する長期放出のための外部環境の有害な効果からペプチドを保護するように設計されている、二重コートされたナノ粒子送達システムの形成を生ずる一次ナノカプセル又はナノ粒子中へのペプチドの薬剤組み込みをさらに提供する。ペプチド搭載一次ナノカプセルは、より大きい二次ナノカプセル内にカプセル化される。体積計算に基づいて、直径が４００又は６００ｎｍのナノカプセルには、それぞれ少なくとも６４及び２１６個の直径が１００ｎｍのナノカプセルを組み込むことが理論的に可能であることが注目されるべきである。

二次微粒子、即ち、本発明の一次ナノ粒子をカプセル化している担体は、噴霧乾燥技法により得た。噴霧乾燥は、連続した単一ステップのプロセスで液体又は懸濁液を乾燥粉末に変換するプロセスである。噴霧乾燥は、１０００ｎｍから２０μｍの範囲のサイズの微粒子を、少ない試料量（２〜３ミリグラム又はミリリットル）に対して高収率（＞７０％）で生成させて、それにより比較的高い収率で微粒子を形成させることができるＢｕｃｈｉ社の実験室規模の噴霧乾燥機を使用することにより実施した。該二次微粒子は、概して１から３０ミクロンの間のサイズ（直径）を有する。

材料
ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）及び１２ＫＤａのデキストランは、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社（Ｒｅｈｏｖｏｔ、イスラエル）から購入した。エキセナチドは、Ｔｅｖａ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ社（Ｊｅｒｕｓａｌｅｍ、イスラエル）の好意で供与された。水中８％のグルタルアルデヒドは、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社（Ｒｅｈｏｖｏｔ、イスラエル）から購入した。トリメタリン酸ナトリウム（ＳＴＭＰ）は、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ社（Ｈａｖｅｒｔｈｅｒ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ａｎｄ ｈｉｌｌ、マサチューセッツ州、米国）から購入した。ポリ（メタクリル酸、エチルアクリレート１：１（オイドラギット（登録商標）Ｌ１００〜５５）は、Ｒｏｈｍ社（Ｄｒａｍｓｔａｄｔ．ＧｍｂＨ、ドイツ）から得た。ヒドロキシプロピルメチルセルロース（Ｍｅｔｈｏｃｅｌ Ｅ４Ｍ Ｐｒｅｍｉｕｍ）は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社（Ｍｉｄｌａｎｄ、ミシガン州、米国）から購入した。一塩基性リン酸ナトリウム・一水和物はＭａｌｌｉｎｃｋｒｏｄｔ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社（Ｐｈｉｌｌｉｐｓｂｕｒｇ、ニュージャージー州、米国）から購入した。全ての有機溶媒はＨＰＬＣ規格であり、Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ社（Ｄｅｖｅｎｔｅｒ、オランダ）から購入した。

一次ＮＰの調製
繊細な生体高分子であるエキセナチドの保護に最も重要なことは、該ペプチドを一次ＢＳＡ ＮＰに搭載することにより達成した。２つの異なるタイプのＮＰを調製した：８％グルタルアルデヒドで架橋されたＢＳＡ ＮＰ、及びＳＴＭＰで架橋された１２ＫＤａのデキストランＮＰと組み合わされたＢＳＡ。

グルタルアルデヒドで架橋されたＢＳＡ ＮＰ
グルタルアルデヒドで架橋されたＢＳＡ ＮＰを、Ｗｅｂｅｒら［ｒｅｆ−Ｄｅｓｏｌｖａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ］によって前に記載された確立された脱溶媒方法により調製した。２００ｍｇのＢＳＡ及び４ｍｇ又は８ｍｇのエキセナチドを２０ｍｌの再蒸留水（ＤＤＷ）に溶解した。０．５時間後に、溶液のｐＨを０．１ＭのＮａＯＨにより８．５に調節した。次に、４０ｍｌのアセトンを、ゆっくり水性相に加えた。分散媒体における乳光の急速な形成により明らかなように、ｏ／ｗエマルションが形成された。次にＢＳＡ ＮＰを、１２．５μ１のグルタルアルデヒドの８％溶液を使用して２時間かけて架橋した。架橋反応が完結した後、アセトンを、空気の層流下で蒸発させた。この剤形をＧｌｕｔ−１と命名した。

ＳＴＭＰで架橋されたＢＳＡ／デキストランＮＰ
ＢＳＡ／デキストランＮＰを、２０ｍｌのＤＤＷ中に、以下の化合物を溶解することにより同様に調製した：２００ｍｇのＢＳＡ、５０ｍｇの１２ＫＤａのデキストラン及び必要なときには４ｍｇ又は８ｍｇのエキセナチド。０．５時間後に、該溶液のｐＨを０．１ＭのＮａＯＨにより８．５に調節して、デキストラン上で隣接するヒドロキシル基がＳＴＭＰ架橋剤との反応に使用できるようにした。次に、２０ｍｌのアセトンを、該水性相にゆっくり加えた。次にＢＳＡ／デキストランＮＰを、５０ｍｇのＳＴＭＰを使用して３時間かけて架橋させ、アセトンを上で記載したように蒸発させた。予備剤形を調製してプロセスパラメーターを変化させることにより評価した。デキストラン量が異なる２通りの剤形（５０ｍｇ及び１５０ｍｇ）をさらなる動物実験のために選択した。５０ｍｇの剤形をＤＸ−５０と、及び１５０ｍｇの剤形をＤＸ−１５０と名付けた。

ミクロスフェア（ＭＰ）調製
エキセナチドを含有するＮＰを噴霧乾燥技法を使用してマイクロカプセル化することにより、ミクロスフェア（ＭＰ）を形成させた。マイクロカプセル化の目的で、１００ｍｌのＮａＨ_２ＰＯ_４緩衝液を調製した。緩衝液のｐＨは、１ＭのＮａＯＨ溶液により６．５に調節した。ｐＨを６．５に保っているその溶液に、７５０ｍｇの量のオイドラギットを溶解した。それに加えて、１００ｍｌの予備加熱した（約８０℃）ＤＤＷに、１０００ｍｇのヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）を添加することにより、１％ｗ／ｖのＨＰＭＣ溶液を調製した。次に、上記オイドラギット溶液を、ｇａｚａバンド付きの漏斗を用いて（溶解しなかったオイドラギット粒子を濾過するために）ＨＰＭＣ溶液に加えた。

アセトンを該ＮＰ懸濁液から蒸発させたら、微粒子ポリマーの集めた溶液をＮＰ懸濁液に加えた。該懸濁液を、次にＢｕｃｈｉ社のミニ噴霧乾燥機Ｂ−１９０装置（Ｆｌａｗｉｌ、スイス）で以下の条件下に噴霧乾燥した：導入口温度１６０℃；排出口温度８５℃；吸引１００％；懸濁液の供給速度は７ｍｌ／分であった；粉末をサイクロン分離機で集めて排出口収率を計算した。

ＮＰの物理化学的キャラクタリゼーション及びそれに続くＭＰ
ＮＰキャラクタリゼーション
種々のＮＰの平均直径及びゼータ電位を、ＭａｌｖｅｒｎのＺｅｔａｓｉｚｅｒ（ナノシリーズ、Ｎａｎｏｓ−ＺＳ社、英国）を２５℃で使用して、水を希釈剤として使用して特徴づけた。形態学的評価を、冷凍透過電子顕微鏡（冷凍ＴＥＭ）を使用して実施した。冷凍ＴＥＭ方法では、１滴の該溶液を、３００メッシュのＣｕ格子（ＴｅｄＰｅｌｌａ社、Ｒｅｄｄｉｎｇ、カリフォルニア州、米国）に支持された炭素でコートされた穴のあるポリマーフィルム上に置いて、該検体をＶｉｔｒｏｂｏｔ（ＦＥＩ）を使用して液体エタン中で−１７０℃に急冷することにより自動的にガラス化する。該試料をＦＥＩ Ｔｅｃｎａｉ １２Ｇ２ ＴＥＭを使用して、−１８０℃に保ったＧａｔａｎ冷凍ホルダーを用いて１２０ｋＶで検査し、像を低速走査の冷却した電荷結合素子カメラで記録した。

ＭＰの超高分解走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による検査
噴霧乾燥されたＭＰの形態及びサイズの評価を、超高分解走査電子顕微鏡（モデル：Ｍａｇｅｌｌａｎ ４００Ｌ、ＦＥＩ、ドイツ）を使用して実施した。試料をＳＥＭ用試料台上に両面粘着テープを使用して固定して、次に真空で金スパッタリング（Ｐｉｌａｒｏｎ Ｅ５１００）手順による標準的コーティングによって電気的に導電性にした。

薬剤含有率
散剤中のエキセナチドの合計量を、試料を２ｍｌの水に溶解して終夜置くことにより分析した。その後、該混合物を１４０００ｒｐｍで２分間遠心分離した。上清からの１ｍｌをＨＰＬＣに以下の条件で注入した：カラム Ｒｅｓｔｅｋ Ｖｉｖａ Ｃ４（５μｍ）、２５０／４．６ｍｍ。カラム温度は４５℃に保った。移動相Ａはアセトニトリル（ＡＣＮ）、及び移動相Ｂはリン酸によりｐＨ２．５に調節されたリン酸二水素カリウム（ＫＨ_２ＰＯ_４、２０ｍｍｏｌ／Ｌ）であった。ＫＨ_２ＰＯ_４緩衝液を使用前に０．２μｍ膜フィルターを通して濾過した。以下の勾配条件をエキセナチドのために使用した：移動相をＡ１５分で３０％から４５％に、及び移動相Ａを３０％で３分間再平衡させた。流速は１．５ｍＬ／分であった。注入体積は２０μｌであった。ＵＶシグナルは２１５ｎｍで検出した。エキセナチド含有率は、０から２０μｇ／ｍｌの間の範囲のエキセナチド濃度で構成したて相関関係を生じた（ｒ^２＝０．９９９）較正曲線を使用して計算した。

ラットにおける薬物動態学の検討
全ての動物実験は、エルサレムのヘブライ大学における学内のＥｔｈｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｏｆ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ａｎｉｍａｌ Ｃａｒｅにより承認された（ＭＤ−１３５７５〜４）。Ｓｐｒａｇｕｅ Ｄａｗｌｅｙ雄ラット（３００〜３５０ｇ）をこの検討に使用した。動物はＳＰＦ条件で収容して絶食させ、飲み水には自由に利用させた。無作為に分割した３匹のラットの７群について、経口吸収によりエキセナチドの血漿レベルを経時的に評価した。エキセナチドを溶液として又はバイエッタ（登録商標）に剤形化して６５ｇ／ｋｇの用量（２０μｇ／ラット）で皮下に注射した。第３及び第４群のラットに、エキセナチドを外部で加えた３１ｍｇのブランクＭＰ又はエキセナチド溶液のいずれかで、１６５μｇ／ｋｇ（５０μｇ／ラット）の用量で経口的に投与してブランク剤形が効果を有するか否かを決定した。最終的に、３５、３３及び３２ｍｇのＧｌｕｔ−１、ＤＸ−５０及びＤＸ−１５０を、それぞれ、経口的に１６５μｇ／ｋｇ（５０μｇ／ラット）の用量で投与した。全ての経口懸濁液は、２ｍＬのＤＤＷに分散させたが、それに対して皮下注射の体積は２００μ１であった。

血液試料（５００μｌ）をラット尾部から０、０．５、１、２、４、６、８及び２４時間に採血した。血液試料はＥＤＴＡ及びアプロチニンを含有するチューブ中に集めた。試料を１０，０００ｒｐｍ、４℃で１０分間遠心分離して、その後２５０μｌの血漿試料を新しいチューブに移して、分析するまで−８０℃で貯蔵した。エキセナチドレベルは、ＣＥＫ−０１３０−０１ ＥＬＩＳＡキット（ＡＢ Ｂｉｏｌａｂｓ社、米国）を使用して同社により提案されたプロトコルに従って決定した。

バイオアベイラビリティーの計算
薬物動態学パラメーターを、ＡＵＣの計算のための台形ルール適用するＷｉｎＮｏｎｌｉｎソフトウェアを使用して計算した。ＡＵＣ値はサイズ用量補正に従って調節した。

異なる経口剤形の相対バイオアベイラビリティーを、標準マーカーを入れて皮下注射されたバイエッタ（登録商標）剤形と比較して、以下の方程式を使用して計算した：

エキセナチド剤形
剤形Ｆ−ｌ：ＢＳＡ及び架橋されデキストランによるエキセナチドの一次ナノカプセル化
２００ｍｇのＢＳＡ（Ｓｉｇｍａ−Ａ７９０６）及び５０ｍｇの１２ＫＤａのデキストラン（Ｓｉｇｍａ−３１４１８）を１０ｍｌのＤＤＷに溶解した。４ｍｇのエキセナチドを１０ｍｌのＤＤＷに別に溶解した。アルブミン／デキストラン溶液をエキセナチド溶液に加えてペプチド溶解を完了させた（溶液Ａ）。６．８のｐＨを０．１ＭのＮａＯＨでｐＨ約８．５になるまで調節した。２０ｍｌのアセトンを溶液−Ａに強く攪拌しながら注入してエキセナチドの大部分を含むＢＳΑ−デキストランＮＰの形成を誘発した。デキストラン架橋は５％（１ｍｌ）のトリメタリン酸ナトリウム（ＳＴＭＰ）の添加により得て、該溶液を、９００ｒｐｍ、室温で３時間攪拌した。剤形Ｆ−ｌの合成の模式的描写を図１Α〜１Ｂに示す。

剤形Ｆ−２：ＢＳＡ及び架橋したグルタルアルデヒドによるエキセナチドの一次ナノカプセル化
２００ｍｇのＢＳＡ（Ｓｉｇｍａ−Ａ７９０６）を、１０ｍｌのＤＤＷに溶解した。４ｍｇのエキセナチドを１０ｍｌのＤＤＷに別に溶解した。アルブミン溶液をエキセナチド溶液に加えてペプチドの溶解を完了させた。ｐＨを０．１ＭのＮａＯＨでｐＨ８．５の間になるように調節した。１５ｍｌのアセトンを、溶液−Ａにボルテックスで強く攪拌しながら注入して、エキセナチドの大部分を含むＢＳΑ−エキセナチドＮＰの形成を誘発した。ＢＳＡ架橋は２５μ１の４％グルタルアルデヒドの添加により得て、該溶液を９００ｒｐｍ、室温で３時間攪拌した。剤形Ｆ−２の架橋の模式的描写を図２に示す。

剤形Ｆ−３：エキセナチドのナノ粒子表面への結合
エキセナチド活性化を、４ｍｇのエキセナチドを、スペーサーのスルホ−ＳＭＣＣ（スルホスクシンイミジル−４−（Ｎ−マレイミドメチル）シクロヘキサン−１−カルボキシレート）と２時間室温で反応させることにより実施した。

ナノ粒子を調製するために、１５０ｍｇのＰＬＧＡ（５０Ｋ）（Ｒｅｓｏｍｅｒ ＲＧ ５０４Ｈ、Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｎ Ｉｎｇｅ１ｈｅｉｍ社）、１５０ｍｇのＰＬＧΑ−ｃｏ−ＰＥＧ（４５Ｋ及び５Ｋ）（Ｒｅｓｏｍｅｒ ＲＧ Ｐｄ ５０１０５）及び１０ｍｇのオレイルシステインアミドを５０ｍｌのアセトンに溶解した。１００ｍｇのＳｏｌｕｔｏｌ ＨＳ１５（ＢＡＳＦ社）を１００ｍｌのＤＤＷに攪拌しながら溶解させた。該有機相を該水性相に攪拌下で（９００ｒｐｍ）加えて１５分間かけて混合させた。剤形を３７℃で減圧下にロータリーエバポレーターを使用して１０ｍｌ未満に蒸発させた。ｐＨを０．１ＭのＮａＯＨを使用して６．７〜６．８に調節し、体積を１０ｍｌに調節した。剤形を４０００ｒｐｍで遠心分離して大きい粒子（３〜４％）を沈降させた。コロイド状上清だけを最終の剤形として使用した。

活性化されたエキセナチドを直ちに、予備成形された剤形と共にインキュベートした。インキュベーションは、室温で終夜、磁性攪拌機上で実施した。ＬＣ−ＳＭＣＣのマレイミド基がオレイルシステインアミドのスルフヒドリル基とｐＨ＝６．５〜７．５で反応して安定なチオエーテル結合を形成した。

剤形Ｆ−４：エキセナチドの二重カプセル化
１００ｍｇのＢＳＡ（Ｓｉｇｍａ−Ａ７９０６）を２ｍｌのＤＤＷに溶解した。５ｍｇのエキセナチドを３ｍｌのＤＤＷに別に溶解した。アルブミン溶液をエキセナチド溶液に加えてペプチド溶解を完了させた。ｐＨを１ＭのＮａＯＨで７．４〜８に調節した。１０ｍｌのアセトンを該溶液に強く攪拌しながら注入してエキセナチドの大部分を含むＢＳＡナノ粒子の形成を誘発した。

１２８ｍｇのＰＬＧＡ（５０Ｋ）を９３ｍｌのアセトニトリルに溶解した。６ｍｌのＢＳＡナノ粒子剤形を攪拌しながら加えて二重カプセルを形成させた（ナノ噴霧条件：４μｍメッシュ、温度：５０℃）。

オイドラギットＬ及びＨＰＭＣによる剤形Ｆ１〜Ｆ４のマイクロカプセル化
５００ｍｇのＨＰＭＣを１００ｍｌの予め加熱されてＤＤＷに溶解して、５００ｍｇのオイドラギット（アニオン性）を１００ｍｌのＰＢＳに溶解した。

ナノ粒子溶液に、オイドラギット溶液及びＨＰＭＣ溶液を加えた。組み合わされた溶液を３０分間５００ｒｐｍ、室温で攪拌した；組み合わされた分散液を噴霧乾燥機により以下の条件で蒸発させた：導入口温度＝１６０℃；排出口温度＝１００℃。薬剤搭載ナノ粒子を含む微粒子が得られた。

薬剤搭載ナノ粒子の物理化学的キャラクタリゼーションを表１に示す。

表１：エキセナチド剤形の物理化学的性質。^＊２バッチを合わせた。
^＊＊合わされた剤形について

ＯＢ／ＯＢマウスにおける種々の剤形（Ｆ１〜Ｆ５）中のエキセナチドのグルコース低下効果の評価
マウスの順化を、２〜３日の間グルコースを与えてグルコースレベルを６時間にわたってモニターすることにより実施した。その後、全てのマウスにバイエッタ（市販のエキセナチド注射用剤形）を２０μｇ／ｋｇの用量で注射して血中グルコースレベルを６時間にわたってモニターした。

ＯＢ／ＯＢマウスにおける種々の剤形中のエキセナチドのグルコースを低下させる効果の評価を、動物の１群当たりｎ＝８の群サイズについて実施した。ＯＢ／ＯＢマウスの各群に以下の１つを与えた：
ｉ）食塩水＋空媒質（Ｆ−５）
ｉｉ）バイエッタの注射
ｉｉｉ）エキセナチド（Ｆ−ｌ）
ｉｖ）エキセナチド（Ｆ−２）
ｖ）エキセナチド（Ｆ−３）
ｖｉ）エキセナチド（Ｆ−４）

第１日には、実験に先立って全ての動物を１８時間絶食させて、次に絶食後に、血中グルコースをモニターした。グルコースを全ての動物の腹腔に注射して（１８ｍｍ／ｋｇ）；グルコース注射後６０分に以下のパラメーターを検査した：血中グルコース測定、Ｅｌｉｓａのための血液収集、体重測定。次に、剤形Ｆ１〜Ｆ５を経口的に投与した（バイエッタは皮下に投与した）。投与後、血中グルコースレベルを、投与から３０分、１時間、１．５時間、２時間、３時間及び６時間にモニターした。

第２日から第９日まで、体重を時間ゼロに測定して血液をＥＬＩＳＡのために収集した。これに続いて上記剤形を投与して、薬剤投与（並びに血液ＥＬＩＳＡのための血液収集）から１時間以内に血中グルコースレベルを測定した。

第１０日に、試験される剤形の最後の用量の投与に先立って、グルコースを再び与え、続いて体重を測定し、ＥＬＩＳＡのために血液を収集した。この後、剤形を２倍の用量で（これらの剤形の増強作用を確認するために）、それぞれの動物に投与して、次に薬剤投与の１時間後に、血中グルコースレベルを測定し、血液をＥＬＩＳＡのために収集した。

体重測定
各マウスについて体重測定を同時に実施した。エキセナチド（Ｆ１〜Ｆ５）及びバイエッタの異なる剤形の結果を図３に示す。

血中グルコースレベル測定
血液試料を１日目から１０日目まで収集した。１５〜１９週齢の動物を、血中グルコース測定手順前に、マウスを、清浄な巣の材料の底面にそれらの古いケージからの少量の汚れた敷きわら及び環境を加えたクリーンケージに移すことにより、終夜絶食させた（１６時間まで）。ケージ及び敷きわらを変えることにより、マウスがこぼれた食物を利用する可能性を未然に防いだ。水は、全絶食期間を通して自由に利用できるままにした。食物は、最終の血液試料の収集後に元に戻した。１滴の血液を、抑制されていないマウスから尾の先端をカミソリで切開することにより取った。測定は、携帯式の．血中グルコース計（Ａｃｃｕ−ｃｈｅｋ Ａｖｉｖａ、Ｒｏｃｈｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ社、英国）を使用して行った。バイエッタを用いた予備実験からの血中グルコースレベルを図４に示し、一方、エキセナチド（Ｆ１〜Ｆ５）及びバイエッタの異なる剤形についての血中グルコースレベルを図５に示す。

血漿インスリンレベル
インスリン決定のために、１５０ｍｌの血液を尾部静脈から採取した（血液は、３０００サイクル／分で１０分間及び５分間遠心分離機で処理した）。血液パラメーター及びインスリン測定のために、血漿を２本のヘパリンコートされたチューブに分けて入れた（各々３０ｍＬ）。血漿インスリンレベルを、マウスインスリン酵素結合免疫吸着剤アッセイキット（Ｍｅｒｃｏｄｉａ社、Ｓｙｌｖｅｎｉｕｓｇａｔａｎ、Ｓｗｅｄｅｎ）を使用して測定した。異なる日における異なる群の血漿インスリンレベルを図６に示す。

グリコシレートヘモグロビンレベル
ＥＤＴＡを抗凝血剤として使用して血漿を収集する。試料を、収集の３０分以内に１０００×ｇで１５分間遠心分離した。血漿を取り出して直ちにアッセイするか又は試料を分割して−２０℃又は−８０℃で貯蔵する。グリコシレートヘモグロビンレベルをマウスインスリン酵素結合免疫吸着剤アッセイキット（Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ社、フロリダ州、米国）を使用して測定した。異なる日における異なる群のグリコシレートヘモグロビンレベルを図７に示す。

ＮＰ及びそれ続いてＭＰの物理化学的キャラクタリゼーション
ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）は周知であり、経口薬剤送達のための豊富なタンパク質担体である（ペプチド及びタンパク質は除く）。その主要な利点は、生分解性、生適合性、安全性、非抗原性、望ましい許容性及び入手し易さである。さらに、ペプチド及びタンパク質の一次ＮＰへの組み込みは、コーティングポリマーの大部分が水に可溶であるから難題であり、充分な量の溶解媒体を使用して試験される条件下におけるペプチドのｉｎ−ｖｉｔｒｏの長期放出を誘発するために架橋される必要がある。ナノキャリアとして広く許容されているＢＳＡ ＮＰの場合には、問題はさらにより複雑である。グルタルアルデヒドによる架橋、熱による変性又は有機溶媒の使用を含むアルブミンの如何なる変性プロセスも、本研究においても観察されるように、ペプチド又はタンパク質の化学的完全性に明らかに影響する。

そのような欠点を回避するために、図８に示すように、ＢＳＡマトリックスを、反応性ヒドロキシル基により架橋することができる多糖デキストランと組み合わせた［^＊＊ナノ治療剤のための構築ブロックとしての多糖類］。安定なナノ粒子システムを達成するために、デキストランの反応性ヒドロキシル基を、適当なｐＨ条件でＴＳＭＰを使用して架橋した。

ｐＨ、分子の架橋タイプ、ＴＳＭＰ量、デキストラン量などの異なるパラメーターを変化させることにより種々の剤形を調製した。グルタルアルデヒドを架橋剤として調製したエキセナチドを含有するＢＳＡ ＮＰは、３回の測定に基づいて５９．３４±０．３２ｎｍという平均直径サイズと共に狭いサイズ範囲を反映する０．１３８という多分散指数（ＰＤＩ）値及び５０．３±３．０３ｍＶというゼータ電位値を示した。ＢＳＡで構成されたＮＰ剤形：デキストランブレンドの性質を表２に示す。表２に書かれたデータに基づいて、デキストラン量が５０ｍｇ及び１５０ｍｇと異なる２通りの剤形を以前に言及したように選択した。ＮＰの平均直径は、剤形とは無関係に、１９０から２１０ｎｍの範囲にあり、観測された比較的低いＰＤＩ値により反映されるように比較的狭い分布範囲を有した。

表２：ＢＳＡ及びデキストランのブレンドから調製した異なるＮＰ剤形の組成及び性質

ＢＳＡ／デキストランブレンドで構成された一次ＮＰの可視化は、ＣｒｙｏＴＥＭ（図１Α〜Ｂ）を使用して実施した。像は、組成の相違に関わらず球形形態のＮＰを示し、直径サイズはＺｅｔａｓｉｚｅｒ測定で観察された範囲と同様な範囲値にある。

種々のＮＰ搭載ＭＰのキャラクタリゼーションを、主としてＸＨＲ ＳＥＭ分析（図９Ａ、Ｂ、Ｃ）により可視化した。マイクロカプセル化されたＮＰは、ＭＰのコーティングが１から１５μｍの範囲のサイズで定性的に平滑であり、ＭＰは、ＳＥＭ可視化のために適用された真空の結果として収縮していることを示した。

Ｇｌｕｔ−１、ＤＸ−５０及びＤＸ−１５０中における最終のエキセナチド含有率は、それぞれ０．１４７、０．１５３及び０．１５８％ｗ／ｗであり、剤形に関わらず約４０％のカプセル化収率の効率になった。

ラットの薬物動態及び吸収の検討
各治療剤について、３匹のラットからのエキセナチドの血漿レベルを図１０に示す。

８時間及び２４時間に、エキセナチド血漿濃度は、剤形に関わらずキットの検出限界未満であり、それ故データを示していない。さらに、図１０に示された結果から、経口的に投与された、エキセナチド溶液を加えたブランクＭＰ剤形（エキセナチドを含まずにＤＸ−５０ＮＰを用いて調製された）、Ｇｌｕｔ−１剤形及び遊離のエキセナチド溶液は、如何なる検出可能なエキセナチド血漿レベルも誘発しなかったということに注目することができる。現行のエキセナチドは市販のバイエッタ（商標）製品のプロファイルに近い血漿プロファイルを誘発し、それに対して剤形ＤＸ−５０がＤＸ−１５０よりも高い薬物動態学的プロファイルを誘発したことが観察されたが、両者は、注射用製剤よりはるかに高い用量で投与されたのである（それぞれ１６５μｇ／ｋｇ対６５μｇｋｇ）。

実際、薬物動態学的パラメーターの計算により、用量の規格化によって、最高のＡＵＣ値は、バイエッタ注射により誘発され、それにエキセナチドの注射された溶液、ＤＸ−５０及びＤＸ−１５０剤形が続くことを明確に認めることができる。さらに、用量に関わらず、全ての剤形は、１，０００ｎｇ／ｍｌを超えるＣ_ｍａｘ値を誘発し、Ｔ_ｍａｘ値には差がなかった。より重要なことは、ＡＮＯＶＡ分析により、バイエッタ及びエキセナチド溶液とＤＥＸ−５０経口用懸濁液との間の規格化されたＡＵＣ値の間に有意の差がないことが指摘された。４６．５％の相対的経口バイオアベイラビリティーを誘発したＤＥＸ１０〜５０についてのみ有意の差があった。

表３：６５μｇ／ｋｇの用量におけるバイエッタ及びエキセナチド溶液の皮下注射（Ｅｘｅ．Ｓｏｌ．）又は１６５μｇ／ｋｇの用量におけるＤＸ−５０及びＤＸ−１５０の経口投与の後の平均ＰＫパラメーター値（平均±ＳＥ）、Ｎ＝３

観察
この検討における動物の取り扱い、世話、及び処置に関する全ての手順は、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｃｃｒｅｄｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ａｎｉｍａｌ Ｃａｒｅ（ＡＡＡＬＡＣ）の指針に従うＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ Ａｎｉｍａｌ Ｃａｒｅ ａｎｄ Ｕｓｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＩＡＣＵＣ）により承認された指針に従って実施した。

図及び本文中の全ての値は、ｎ回観察の平均の平均標準誤差（ｓ．ｅ．ｍ．）として表されている。ｉｎ ｖｉｖｏの検討について、ｎは、検討された動物の数を表す。組織検査を含む実験では、示された図は、各群中の全動物から収集された組織切片について異なる実験日に実施した、少なくとも３回の実験（組織染色）の代表的なものである。データの組は、変動及び個々の群の平均の１元又は２元配置分析により検査して、次にスチューデントの対応のないｔ検定で比較した。０．０５未満のｐ値を有意とみなした。

考察
エキセナチドの異なる剤形（Ｆｌ〜Ｆ５）の治療の効力及び安全性を、ＯＢ／ＯＢマウスで評価した。特に、エキセナチド（Ｆ１〜Ｆ５）及びバイエッタを投与後の体重において有意の差はなかった（図３）。

バイエッタによる予備実験では、図４に示すように、グルコース注射の１時間後に、マウスにバイエッタを投与して；血中グルコースレベルにおける低下を６時間まで示す。この結果により、バイエッタは、糖尿病の治療において標準的目標を代表するという考えが支持される。それに加えて、エキセナチドの異なる剤形（Ｆ１〜Ｆ４）をバイエッタによる治療と比較した。エキセナチド剤形（Ｆ１〜Ｆ４）は経口的に投与されたが、それに対してバイエッタ組成物は注射により投与されたことに注目する。結果は、Ｆ−ｌ及びＦ−２の毎日の経口投与は、ＯＢ／ＯＢマウスにおける血中グルコースレベルの上昇を抑えることができることを示した（図５）。この根拠により、これらの２種の剤形が最も興味ある結果を示すと推測される。

図６におけるデータは、異なる日における異なる群の血漿インスリンレベルを示す。観察されるように、エキセナチドの異なる剤形（Ｆ１〜Ｆ５）を用いた治療は、バイエッタによる治療と同様にインスリンレベルを上昇させ得る。

それに加えて、１０日間の治療中に、バイエッタ注射は、ＯＢ／ＯＢマウスにおいてグリコシル化されたヘモグロビン（ＨｂＡｌｃ）のレベルを低下させることが見出された（図７〜１１）。グリコシル化されたヘモグロビンが浄化される速度は、図５と比較して、エキセナチドＦ−ｌ及びＦ−２の２種の剤形だけがグリコシル化されたヘモグロビンレベルの低下に効果を示すことを示す。

このことから、エキセナチドＦ−ｌの毎日の経口投与は（及びＦ−２の経口投与は、ペプチドがグルタルアルデヒドにより架橋されてその活性の一部が失われるので、はるかに低い程度で）、糖尿病の症状の治療に有益な効果を有し得ると結論した。

ｈ−インスリンの二重ナノカプセル化
ｈ−インスリンを含む二重ナノカプセル化された試料を、ｉｎ ｖｉｖｏにおけるペプチドの長期放出を誘発するための注射用乾燥散剤を得るために調製した。

ＨＡＳを用いるｈ−インスリンの一次ナノカプセル化：
２００ｍｇのヒト血清アルブミン（ＨＳＡ）を５ｍｌのＤＤＷに攪拌下で溶解した。それとは別に、２０ｍｇのヒト又はウシインスリンを５ｍｌのＤＤＷに溶解して、３０秒間ボルテックスで攪拌した。次にｈ−インスリン溶液をＨＳＡ溶液に加えて３０分間攪拌し、ペプチド溶解を完了させた。生じた溶液のｐＨを、０．１ＭのＮａＯＨで７．４〜８に調節した。次に、２０ｍｌのアセトンを速やかに（２０秒以内）激しく攪拌しながら（９００ｒｐｍ）注入してｈ−インスリンを搭載したＨＳＡナノカプセルの形成を誘発した（溶液Ａ）。溶液Ａをアセトンの蒸発を避けるためにアルミニウム箔で覆って１時間９００ｒｐｍで攪拌した。試料（５０〜１００μ１）を、ゼータ電位及びサイズ測定のために、１時間攪拌後に抜き出した。別に、ＰＬＧＡ１００Ｋの溶液（５０：５０）を８０ｍｌのアセトニトリルに溶解して溶液Ａに加えた。

ナノ噴霧乾燥機を使用するＰＬＧＡによるその中へのＨＳＡ／ｈ−インスリンナノ粒子のナノカプセル化−有機様式
ナノカプセルを閉じたループ様式で作動する、それ故、空気の代わりにＮ_２（ｇ）及びＣＯ_２（ｇ）をシステム中に流したＮＳＤＢ−９０で、噴霧乾燥により調製した。全ての実験において、ガス流は約１２０ｌ／分であった。空気に揮発性蒸気及び湿気を加えて、乾燥及び凝縮するために除湿器に移し、次に円形通路中のシステムに乾燥して戻した。噴霧乾燥は、低温（Ｔ；ｎ＝３０℃〜６０℃）で４μｍメッシュのサイズの膜を用いて実施した。異なるＨＳＡ／ｈ−インスリン／ＰＬＧＡ比の種々の剤形を調製した。乱流で作動する従来の噴霧乾燥機と異なって、ＮＳＤＢ−９０は層流で作動し、それ故穏やかな加熱を達成することができて、したがって該システムを熱に敏感な生物薬剤生成物に対して適合性にする。

薬剤搭載一次ナノカプセルの物理化学的キャラクタリゼーション
一次ナノカプセル中のインスリン含有率
ＨＰＬＣによる適当な分析方法を以下の条件で開発した。
ｃ４カラムを、分離のために及びｈ−インスリンを分析するために使用した（ＲＥＳＴＥＫｖｉｖａ 内径４．６ｍｍ×２５０ｍｍ、５μｍの粒子、Ｂｅｌｌｅｆｏｎｔｅ、ペンシルバニア州、米国）。カラム温度は４５℃に保った。移動相Ａはアセトニトリル（ＡＣＮ）であり、移動相Ｂはリン酸二水素カリウム（ＫＨ_２ＰＯ_４、２０ｍｍｏｌ／Ｌ）であり、リン酸でｐＨ２．５に調節した。移動相は０．４５μｍの膜フィルターを通して濾過して、使用前に真空により脱ガスした。

以下の勾配条件を、ｈ−インスリンのために使用した：１５分で３０％から４５％の移動相Ａ、及び３分間で再平衡して３０％に戻る移動相Ａ。流速は１．５ｍＬ／分であった。注射体積は２０μＬであった。ＵＶシグナルを２１５ｎｍで検出した。

表４：種々の剤形中のｈ−インスリン含有率

表５：種々の剤形の一次ナノカプセルのゼータ電位及び粒子サイズ

流体界面におけるナノカプセルの凍結破砕ＳＥＭ像
試料を超純水＋ｖｏｒｔｅｘで懸濁して、次に少なくとも３０分間震盪した後凍結した。１．５μｍの体積の懸濁液を、間にスペーサーとして２００メッシュのＴＥＭ格子を有する２枚の小さいアルミニウム平板の間にサンドイッチした。次に試料をＨＰＭ０１０高圧凍結機（Ｂａｌ−Ｔｅｃ、Ｌｉｅｃｈｔｅｎｓｔｅｉｎ）で高圧凍結した。凍結した試料を支持台に載せ、ＶＣＴ １００ Ｖａｃｕｕｍ Ｃｒｙｏ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｄｅｖｉｃｅ（Ｂａｌ−Ｔｅｃ）を使用してＢＡＦ６０凍結破砕デバイス（Ｂａｌ−Ｔｅｃ）に移した。−１２０℃の温度で破砕した後、試料を−１１０℃で５分間エッチングして二軸回転シャドーイングにより３ｎｍのＰｔ／Ｃでコートした。ＶＣＴ１００を使用して試料をＵｌｔｒａ ５５ ＳＥＭ（Ｚｅｉｓｓ、ドイツ）に移し、二次電子インレンズ検出器を１．５ｋＶ、−１２０℃の温度で使用して観察した。そのＳＥＭ像を図１１Α〜１１Ｃに示す。

真性糖尿病（ＤＭ）の誘発
０．０５Ｍクエン酸塩緩衝液で希釈した（５０ｍｇ／ｋｇ体重）ストレプトゾトシン（ＳＴＺ）の静脈注射により、ラットにＤＭを誘発した。２週間後に、糖尿病性として選択された動物は、２５０ｍｇ／ｄＬを超える空腹時血糖を示したものであった。血糖は、グルコースオキシダーゼ法（Ｂｅｒｇｍｅｙｅｒ及びＢｅｒｎｔ、１９７４）により臨床用グルコース計（Ｃｏｎｔｏｕｒ（商標）、ＢＡＹＥＲ社）を使用して測定した。

次に糖尿病性ラットを使用して、異なる条件（絶食及び非絶食）で、１匹の動物当たり、経口供給によるインスリンナノカプセルを含有する異なった剤形で、５；１０国際単位／（１７５；３５０μｇ）の、及び皮下注射の５国際単位（１７５μｇ）の低血糖症効果を評価した。

図１２〜１３に、絶食及び非絶食条件における種々のインスリン搭載ナノ粒子剤形の皮下投与後それぞれの血中グルコースレベル（Ｎ＝３）を示す。

ＳＥＭ像からｈ−インスリンの一次ＨＳＡナノカプセルがＰＬＧＡのより大きいナノカプセル中にナノカプセル化されていることを見ることができる。これらの一次ナノカプセルは、内部でもポリマーＰＬＡによりコートされており、インスリン放出を筋肉注射又は皮下注射で制御できることが示唆される。この仮定は、二重ナノカプセル内の両タイプのインスリンの注射が、絶食条件で血中グルコースにおいて２４時間にわたる顕著な長期低下を誘発するので検証されたが、それに対して非絶食条件では、効果がより短い（図１２〜１３で見られるように）。上記新規な技法は、インスリンの薬理学的活性に少なくとも著しく影響することはないと結論することができる。

Claims (31)

1. 水溶性タンパク質、グルカン及び親水性の活性作用物質を含むナノ粒子であって、前記グルカンはメタリン酸塩により少なくとも部分的に架橋されているナノ粒子。
2. 前記水溶性タンパク質がアルブミンである、請求項１に記載のナノ粒子。
3. 前記アルブミンがヒト血清アルブミン（ＨＳＡ）及びウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）から選択される、請求項２に記載のナノ粒子。
4. 前記グルカンがα−グルカンである、請求項１から３のいずれか一項に記載のナノ粒子。
5. 前記α−グルカンが、デキストラン、グリコーゲン、プルラン、デンプン、グリコーゲン、リケニン、マンナン、ガラクトマンナン、アラビノキシラン、及びガラクトンから選択される、請求項４に記載のナノ粒子。
6. 前記グルカンが約５ＫＤａと２，０００ＫＤａの間の分子量を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のナノ粒子。
7. 前記メタリン酸塩が、トリメタリン酸ナトリウム（ＳＴＭＰ）、五塩基性トリリン酸ナトリウム（ＳＴＰＰ）及びオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ_３）から選択される、請求項１から６のいずれか一項に記載のナノ粒子。
8. 前記メタリン酸塩がトリメタリン酸ナトリウムである、請求項７に記載のナノ粒子。
9. 前記親水性の活性作用物質が、−ＮＨ_２末端部分又は−ＮＨ_２側鎖部分を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のナノ粒子。
10. 前記親水性の活性作用物質が、ビタミン、タンパク質、抗酸化性物質、ペプチド、ポリペプチド、脂質、炭水化物、ホルモン、抗体、モノクローナル抗体、ワクチン、予防薬、診断薬、造影剤、核酸、栄養補助剤、分子量が約１，０００Ｄａ未満又は約５００Ｄａ未満の低分子量物質、電解質、薬剤、免疫学的作用物質及び任意のそれらの組合せから選択される、請求項１から９のいずれか一項に記載のナノ粒子。
11. 前記親水性の活性作用物質が、インスリン、エキセナチド、成長ホルモン、オクトレオチド酢酸塩、ランレオチド酢酸塩、ゴセロリン酢酸塩、コパキソン、エタネルセプト、及びモノクローナル抗体から選択される、請求項１０に記載のナノ粒子。
12. 前記親水性の活性作用物質が、インスリン及びエキセナチドから選択される、請求項１０又は１１のいずれか一項に記載のナノ粒子。
13. 最大で５００ｎｍの直径を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のナノ粒子。
14. 約５０ｎｍと２５０ｎｍの間の直径を有する、請求項１３に記載のナノ粒子。
15. ナノスフェア又はナノカプセルである、請求項１から１４のいずれか一項に記載のナノ粒子。
16. 請求項１から１５のいずれか一項に記載の疎水性ポリマー及び複数のナノ粒子を含む担体であって、前記複数のナノ粒子が、（ｉ）前記疎水性ポリマーによりカプセル化されているか、又は（ｉｉ）前記疎水性ポリマーで形成されたマトリックス中に埋め込まれている、担体。
17. 前記疎水性ポリマーが、ポリ（乳酸グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ポリ（乳酸）（ＰＬＡ）、ポリ（ラクト−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧ）、ポリ（ラクチド）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、及びポリ（ヒドロキシブチレート）から選択される、請求項１６に記載の担体。
18. ナノ粒子が約２００から９００ｎｍの間の直径を有する、請求項１６又は１７のいずれか一項に記載の担体。
19. 前記ナノ粒子が１ミクロンと３０ミクロンの間の直径を有するナノカプセル中に埋め込まれている、請求項１８に記載の担体。
20. 請求項１から１５のいずれか一項に記載のナノ粒子及び／又は請求項１６から１９のいずれか一項に記載の担体を含む医薬組成物。
21. 前記親水性の活性作用物質の局所、経口、吸入、鼻内、経皮、眼内又は非経口的投与に適合した、請求項２０に記載の医薬組成物。
22. 前記親水性の活性作用物質の経口投与に適合した、請求項２１に記載の医薬組成物。
23. 前記親水性の活性作用物質の注射による投与に適合した、請求項２１に記載の医薬組成物。
24. 疎水性ポリマー、及び
    前記疎水性ポリマー内にカプセル化された、項１から１５のいずれか一項に記載の複数のナノ粒子
    を含む、親水性の活性作用物質の送達システム。
25. マトリックスを形成する疎水性ポリマー、及び
    前記マトリックス内に埋め込まれた、請求項１から１５のいずれか一項に記載の複数のナノ粒子
    を含む、親水性の活性作用物質の送達システム。
26. 生分解性カプセル内にさらにカプセル化された、請求項２４又は２５のいずれか一項に記載の送達システム。
27. 前記生分解性カプセルが、腸用にコートされたカプセルの形態にある、請求項２６に記載の送達システム。
28. 前記送達システムが、目標とされる治療用物質の容易な送達及び前記親水性の活性作用物質の制御された放出管理のために適応可能である、請求項２４から２７のいずれか一項に記載の送達システム。
29. 疾患、障害又は慢性状態を治療するための医薬組成物を調製するための、請求項１から１５のいずれか一項に記載のナノ粒子又は請求項１６から１９のいずれか一項に記載の担体の使用。
30. 前記医薬組成物が、親水性の活性作用物質を、局所に、経口的に、吸入により、鼻内に、経皮的に、眼内に又は非経口的に対象者の循環システム中に輸送するための送達システムとして適合された、請求項２９に記載の使用。
31. 水溶性球状タンパク質、グルカン及び親水性の活性作用物質を含むナノ粒子を調製するプロセスであって、前記グルカンは、メタリン酸塩により少なくとも部分的に架橋されており：
    −前記水溶性球状タンパク質及び前記グルカンを含む第１の水溶液と前記親水性の活性作用物質を含む第２の水溶液とを混合して、混合物を形成すること；
    −有機溶媒を前記混合物中に注入すること；及び
    −前記ナノ粒子を得るために、前記メタリン酸塩を前記混合物に加えてそれにより前記グルカンを少なくとも部分的に架橋すること
    を含むプロセス。
    

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