JP2018538243A - 安定なタンパク質組成物 - Google Patents

Abstract

安定な医薬製剤及び薬物送達デバイスを開示する。ある特定の実施形態では、薬物送達デバイスは、患者内に埋め込まれたときにその組織環境と部分的に接触するリザーバを含有する。リザーバは、送達デバイスの筐体内の多孔質構造体を介して該環境と接触した状態を保つ。リザーバは、治療用生体分子と第２の分子との組み合わせを含有し、第２の分子は、該治療用生体分子を安定させ、その溶解性を制限するように機能し、それによって溶液中に存在する治療用生体分子の量を制御する。可溶性の治療用生体分子の濃度または多孔質構造体の表面積のサイズが、標的組織への治療用生体分子の送達速度を制御する。

Description

分野
本発明は概して、長期間にわたって安定なタンパク質を作製する組成物及び方法に関する。本発明は、具体的には、治療用タンパク質の持続放出のために、生理的温度で安定した状態を保つ治療用タンパク質製剤を作製する組成物及び方法に関する。

背景
生物学的に関連する標的への治療用タンパク質の持続放出送達は、癌、循環器疾患、血管症状、整形外科的障害、歯の障害、創傷、自己免疫疾患、胃腸障害、及び眼疾患などの医学的状態の治療に望ましい。制御された長期の薬物送達のための生体適合性かつ生分解性のポリマー及び他の埋め込み型送達デバイスが、何十年も使用されている。例えば、あるポリマーベースの送達デバイスでは、ポリマーが経時的に分解するにつれて、治療薬が緩徐に放出される。

持続放出は、患者コンプライアンスに望ましい場合がある。特に、とりわけ、眼内治療薬の場合など、医師が注射することが必要とされる場合には、注射の回数を低減させることが有益であり得る。可能な限り少ない注射で時間をかけて薬物を有効に送達するための持続放出製剤に対する医学的必要性は満たされていない。他の疾患、例えば、癌及び炎症の疾患の場合は、安定で有効なタンパク質治療薬を含有する、向上した埋め込み型持続放出製剤に対する必要性が存在する。

抗体及び受容体Ｆｃ融合タンパク質などの治療用巨大分子は、その分子が患者への投与に適したものになるようにするだけでなく、保管中及び投与部位に存在する間にそれらの安定性を維持するように製剤化されなければならない。例えば、溶液中の治療用タンパク質（例えば、抗体）は、その溶液が適切に製剤化されていなければ、分解、凝集、及び／または望ましくない化学修飾を生じやすい。液体製剤中のタンパク質治療薬の安定性は、製剤に使用される賦形剤の種類、ならびに互いに対するこれらの賦形剤の量及び割合だけでなく、可溶性タンパク質の濃度にも依存する。治療用タンパク質製剤を調製するときには、安定性以外の考慮事項も考慮に入れなければならない。かかる追加的な考慮事項の例として、溶液の粘度及び所与の製剤に含まれ得る抗体の濃度が挙げられる。よって、持続放出のための治療用タンパク質を製剤化するときには、保管及び生理的温度で経時的に安定した状態を保ち、適正な濃度の抗体を含有し、かつ製剤を患者に好都合に投与できるようにする他の特性を有する製剤に達するために、細心の注意を払わなければならない。

小分子の製剤はＰＥＧを使用することができるが、含まれるタンパク質が大きくなると、ＰＥＧは沈殿を引き起こすことが知られている。ＰＥＧは、タンパク質を沈殿させて、精製、濃縮、及び緩衝剤の交換を容易にするために使用される。ＰＥＧは、生物物理学的解析のためにタンパク質を結晶化させるためにも使用される。ＰＥＧはまた、タンパク質を撹拌ストレスから保護するための賦形剤として少量（例えば、一般に３％ｗ／ｖ以下）で使用される。ＰＥＧによるタンパク質の沈殿は、タンパク質を凝集させること及びタンパク質の機能に有害であることも知られている。

概要
一態様では、本発明は、少なくとも２５ｍｇ／ｍＬのポリエチレングリコール（ＰＥＧ）及び少なくとも１００ｍｇ／ｍＬのタンパク質を含有する二相性医薬製剤であって、５０ｍｇ／ｍＬ未満のタンパク質が可溶性相に存在し、タンパク質の残部が不溶性相に存在する、二相性医薬製剤を提供する。可溶性相及び不溶性相の両方のタンパク質は、生理的温度で少なくとも３０日間安定であり、可溶性相のタンパク質は、より低い濃度のタンパク質を有する環境にアクセスできる。一実施形態では、半透膜または他の多孔質構造体によって、タンパク質が該環境にアクセスできる。

一態様では、本発明は、少なくとも２５ｍｇ／ｍＬのポリエチレングリコール（ＰＥＧ）及び０．１ｍｇ／ｍＬ〜１４００ｍｇ／ｍＬまたはそれ以上のタンパク質を含有する二相性医薬製剤であって、タンパク質の総量の５０％未満が可溶性相に存在し、タンパク質の残部が不溶性相に存在する、二相性医薬製剤を提供する。可溶性相及び不溶性相の両方のタンパク質は、生理的温度で少なくとも３０日間安定であり、可溶性相のタンパク質は、より低い濃度のタンパク質を有する環境にアクセスできる。一実施形態では、半透膜または他の多孔質構造体によって、タンパク質が該環境にアクセスできる。

一態様では、本発明は、生理的温度で長期間にわたって安定した状態を保つ薬物を長期送達するための薬物送達デバイスを提供する。本発明の薬物送達デバイスは、安定な二相性医薬製剤、該安定な二相性医薬製剤を含有するリザーバチャンバ、該リザーバチャンバを包含する筐体、及び薬物が該リザーバチャンバから外部の水性環境に拡散することを可能にする、該筐体内の半透膜または他の多孔質構造体を含む。この態様では、安定な二相性医薬製剤は、少なくとも２５ｍｇ／ｍＬのポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、薬物である０．１ｍｇ／ｍＬ〜１，４００ｍｇ／ｍＬまたはそれ以上のタンパク質を含有し、可溶性相が、タンパク質の５０％未満及びある量の前記ＰＥＧを含有し、不溶性相が、可溶性相の中にないタンパク質の残量を含有する。本発明のこの態様では、可溶性相及び不溶性相におけるタンパク質は、生理的温度で少なくとも３０日間安定である。

一態様では、本発明は、医薬用タンパク質の持続放出をもたらす方法を提供する。この態様によれば、タンパク質とポリエチレングリコール（ＰＥＧ）とを、タンパク質の最終濃度が少なくとも１００ｍｇ／ｍＬ、かつＰＥＧの最終濃度が少なくとも５０ｍｇ／ｍＬになるように組み合わせて、二相性混合物を形成する。一実施形態では、タンパク質の最終濃度が総量当たりのタンパク質の質量で表されるように、タンパク質は固体でＰＥＧと組み合わされる。二相性混合物は、不溶性形態及び可溶性形態のタンパク質を含有する。一実施形態では、タンパク質の総量の５０％未満が、ある量のＰＥＧと共に可溶性形態である。この態様によれば、可溶性タンパク質は、より低い濃度のタンパク質を有する外側環境にアクセスできる。一実施形態では、半透膜または他の多孔質構造体によって、タンパク質が外側環境にアクセスできるようになる。経時的に、タンパク質は半透膜または他の多孔質構造体を通して周囲の水性環境内に拡散し、二相性混合物中のタンパク質の全体的な濃度は最終的に１００ｍｇ／ｍＬより下に低下する。しかし、不溶性相が枯渇して可溶性相のタンパク質の濃度が溶解限度を下回るまで、可溶性相は一定の所定のタンパク質濃度を有することとなる。可溶性相における所定のタンパク質濃度は、ＰＥＧの存在下でのタンパク質の溶解性及びリザーバ内のＰＥＧの濃度に基づく。

一態様では、本発明は、構成成分薬物を必要とする患者の治療に使用するための二相性医薬製剤を提供する。本発明はまた、二相性医薬製剤を患者に投与することによって、構成成分薬物を必要とする患者を治療する方法を提供する。一実施形態では、二相性医薬製剤は、患者に埋め込まれたリザーバデバイス内に含有される。一実施形態では、二相性医薬製剤は、少なくとも２５ｍｇ／ｍＬのＰＥＧ、及びタンパク質である少なくとも１００ｍｇ／ｍＬの構成成分薬物を含有する。薬物の５０％未満が、ある量のＰＥＧと共に可溶性相に存在する。薬物の残部が不溶性相に存在する。可溶性薬物は、半透膜または他の多孔質構造体を通して、より低い濃度の薬物（例えば、デバイスの外側の患者組織または水性流体）を有する環境にアクセスでき、患者内のその標的に拡散する。リザーバデバイスに含有される二相性医薬製剤の幾つかの実施形態では、可溶性薬物は、半透膜などの出入口を通して該環境にアクセスできる。薬物は、この態様によれば、生理的条件下で少なくとも３０日間安定であり、薬物が二相性医薬製剤から拡散するにつれ、製剤中の薬物の量は、その当初濃度未満に低下する。

様々な賦形剤が可溶性タンパク質濃度に及ぼす効果を示す線グラフである。Ｘ軸は、賦形剤の濃度を１ミリリットル当たりのミリグラム（ｍｇ／ｍＬ）で示す。白抜きの四角（□）はデキストラン６０００の賦形剤を表し、白抜きの菱形（◇）はデキストラン４００００の賦形剤を表し、黒塗りの菱形（◆）は分子量３，３５０のポリエチレングリコール（ＰＥＧ３３５０）の賦形剤を表し、黒塗りの四角（■）はＰＥＧ８０００の賦形剤を表し、黒塗りの三角（▲）はＰＥＧ２００００の賦形剤を表す。Ｙ軸は、タンパク質濃度（ｍｇ／ｍＬ）の対数を示す。 ポリエチレングリコール濃度（ｍｇ／ｍＬ）（Ｘ軸）が、タンパク質溶解性（ｍｇ／ｍＬで表す）（Ｙ軸）に及ぼす効果を示す線グラフである。 様々な分子量の形態のＰＥＧ賦形剤が可溶性タンパク質濃度に及ぼす効果を示す線グラフである。Ｘ軸は、賦形剤濃度を１ミリリットル当たりのミリグラム（ｍｇ／ｍＬ）で示す。実線はＰＥＧ３３５０の賦形剤を表し、点線はＰＥＧ８０００の賦形剤を表し、破線はＰＥＧ２００００の賦形剤を表す。Ｙ軸は、タンパク質濃度（ｍｇ／ｍＬ）の対数を示す。 ８０ｍｇ／ｍＬの様々な分子量形態のＰＥＧの存在下における４．５ｍｇ／ｍＬの水溶液濃度（総濃度３０ｍｇ／ｍｌ）での二相性タンパク質の安定性を、リン酸緩衝食塩水（ｐＨ７．２）中３７℃でのインキュベーション時間の関数として示す線グラフである。実線はＰＥＧ３３５０の賦形剤を表し、破線はＰＥＧ８０００の賦形剤を表し、点線はＰＥＧ２００００の賦形剤を表す。Ｘ軸は、週単位のインキュベーション時間を示す。Ｙ軸は、元の立体構造を有するタンパク質の相対的割合（％）を示す（予想される流体力学半径）。 様々な量のＰＥＧ３３５０の存在下での可溶性タンパク質の安定性を、３７℃でのインキュベーション時間の関数として示す線グラフである。実線及びべた塗りの四角（■）は、４．５ｍｇ／ｍＬのタンパク質を有する、ＰＥＧを含まない対照を表し、実線及びべた塗りの丸（●）は、１０ｍｇ／ｍＬのタンパク質を有する、ＰＥＧを含まない対照を表し、破線及びべた塗りの三角（▲）は８０ｍｇ／ｍＬのＰＥＧ３３５０及び４．５ｍｇ／ｍＬの可溶性タンパク質を表し、破線及びべた塗りの四角（■）は６５ｍｇ／ｍＬのＰＥＧ３３５０及び１０ｍｇ／ｍＬの可溶性タンパク質を表す。Ｘ軸は、週単位のインキュベーション時間を示す。Ｙ軸は、元の立体構造を有するタンパク質の相対的割合（％）を示す（予想される流体力学半径）。 ＰＥＧ３３５０の存在下での単相性可溶性タンパク質及び二相性可溶性タンパク質の安定性を、３７℃でのインキュベーション時間の関数として示す線グラフである。べた塗りの四角（■）を有するデータ点は、４．５ｍｇ／ｍＬのタンパク質を有するＰＥＧを含まない対照試料を表し、べた塗りの三角（▲）を有するデータ点は４．５ｍｇ／ｍＬの濃度における単相性可溶性タンパク質及び約８０ｍｇ／ｍＬにおけるＰＥＧ３３５０を表し、べた塗りの丸（●）を有するデータ点は、４．５ｍｇ／ｍＬの濃度における二相性可溶性タンパク質、約８０ｍｇ／ｍＬにおけるＰＥＧ３３５０、及び２５．５ｍｇ／ｍＬの二相不溶性タンパク質を表す。Ｘ軸は、週単位のインキュベーション時間を示す。Ｙ軸は、元の立体構造を有するタンパク質の相対的割合（％）を示す（予想される流体力学半径）。 ＰＥＧ３３５０の存在下での単相性可溶性タンパク質及び二相性可溶性タンパク質の安定性を、３７℃でのインキュベーション時間の関数として示す線グラフである。べた塗りの丸（●）を有するデータ点は、１０ｍｇ／ｍＬのタンパク質を有するＰＥＧを含まない対照試料を表し、べた塗りの四角（■）を有するデータ点は１０ｍｇ／ｍＬの濃度における単相性可溶性タンパク質及び約６５ｍｇ／ｍＬにおけるＰＥＧ３３５０を表し、べた塗りの菱形（◆）を有するデータ点は、１０ｍｇ／ｍＬの濃度における二相性可溶性タンパク質、約６５ｍｇ／ｍＬにおけるＰＥＧ３３５０、及び２０ｍｇ／ｍＬの二相不溶性タンパク質を表す。Ｘ軸は、週単位のインキュベーション時間を示す。Ｙ軸は、元の立体構造を有するタンパク質の相対的割合（％）を示す（予想される流体力学半径）。 １５０ｍｇ／ｍｌのＰＥＧ３３５０の存在下での不溶性タンパク質の安定性を、３７℃でのインキュベーション時間の関数として示す線グラフである。１５０ｍｇ／ｍＬのＰＥＧ３３５０の存在下での３０ｍｇ／ｍＬの不溶性タンパク質を、黒塗りの菱形（◆）を有する短い破線で表す。１５０ｍｇ／ｍＬのＰＥＧ３３５０の存在下での６０ｍｇ／ｍＬの不溶性タンパク質を、黒塗りの四角（■）を有する実線で表す。１５０ｍｇ／ｍＬのＰＥＧ３３５０の存在下での１２０ｍｇ／ｍＬの不溶性タンパク質を、黒塗りの三角（▲）を有する点線で表す。Ｘ軸は、週単位のインキュベーション時間を示す。Ｙ軸は、高分子量を有するタンパク質の、総タンパク質に対する割合（％）を示す。３７℃での２週間のインキュベーション後に、不溶性タンパク質は完全に回収できず、正確なレベルの凝集体を判断できなかった。 タンパク質凝集の速度及び高分子量種の形成に及ぼすタンパク質濃度の効果及び予想効果を示す線グラフである。Ｘ軸は、タンパク質濃度をｍｇ／ｍＬで示す。Ｙ軸は、週当たりの高分子量種形成の変化の割合（％）を示す。 二相性製剤を含有するリザーバチャンバを囲む（包含する）外側筐体を含む、リザーバデバイスの概略図である。筐体は、リザーバから薬物を放出させる出入口を含有する。 アフリベルセプト（ＶＥＧＦトラップ）の溶解性（ｍｇ／ｍｌで表す）を、ＰＥＧ３３５０の濃度の関数として示す。白抜きの丸（〇）は、固体（乾燥）アフリベルセプト（スクロースを含む）に乾燥ＰＥＧを加え、後で水和させた、再構成したものの溶解性を表す。黒塗りの丸（●）は、スクロースを含まない、ＰＥＧ及びアフリベルセプト液体製剤の溶解性を表す。 アフリベルセプトの溶解性（ｌｏｇ（ｍｇ／ｍｌ）で表す）を、ＰＥＧ３３５０の濃度の関数として示す図である。四角（□）は、後で水和させた、乾燥アフリベルセプト（スクロースを含む）に乾燥ＰＥＧを加えた組み合わせを表す。菱形（◇）は、スクロースを含まない、ＰＥＧ溶液とアフリベルセプト溶液との組み合わせを表す。 アフリベルセプトの放出速度（１日に多孔質構造体の表面積１平方ミリメートル当たりに放出されるミリグラムで表す）を、可溶性アフリベルセプトの濃度の関数として示す図である。 アフリベルセプトの放出速度（１日に１ｍｇ／ｍｌの可溶性アフリベルセプト当たりに放出されるミリグラムで表す）を、多孔質構造体の表面積の関数として示す図である。 アフリベルセプトの累積放出（ミリグラムで表す）（菱形［◇］）、及びアフリベルセプトの安定性（サイズ排除クロマトグラフィによって決定される元の立体構造の割合（％）として表す）（四角［□］）を、生理的温度及びｐＨでの時間の関数として示す図である。パネルＡは、１００（±３）ｍｇ／ｍｌのＰＥＧ３３５０（ｎ＝２）の結果を示す。 アフリベルセプトの累積放出（ミリグラムで表す）（菱形［◇］）、及びアフリベルセプトの安定性（サイズ排除クロマトグラフィによって決定される元の立体構造の割合（％）として表す）（四角［□］）を、生理的温度及びｐＨでの時間の関数として示す図である。パネルＢは、７０（±３）ｍｇ／ｍｌのＰＥＧ３３５０（ｎ＝４）の結果を示す。 放出されたアフリベルセプトの安定性を、時間の関数として示す図である。Ｘ軸は、生理的温度での時間を日数で示す。Ｙ軸は、試料中に残存する元のアフリベルセプトの相対量を示す（純度パーセント）。黒塗りの三角（▲）は、８０ｍｇ／ｍＬ±２０ｍｇ／ｍＬのＰＥＧ３３５０を含有する製剤から放出されたアフリベルセプトを表す。黒塗りの丸（●）は、スクロースのみ（ＰＥＧを含まない）を含有する製剤から放出されたアフリベルセプトを表す。

詳細な説明
本発明は、記載する特定の方法及び実験条件に限定されない。かかる方法及び条件は多様であり得るからである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって定められるので、本明細書に使用される用語は、特定の実施形態を記載することのみを目的としており、限定を意図するものではないことも理解されるべきである。

別様に定義しない限り、本明細書に使用されるすべての技術及び科学用語は、本発明が属する分野の当業者に通常理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと同様なまたは等価な任意の方法及び材料を本発明の実践または試験において使用することができるが、ここでは特定の方法及び材料を記載する。言及されるすべての刊行物は、参照によって本明細書に組み込まれる。

二相系
タンパク質バイオ治療薬を高濃度で製剤化することは、バイオ医薬品業界にとって大きな課題を生み出す。高濃度（例えば、５０ｍｇ／ｍＬ超）のタンパク質は、不安定になりがちであり、凝集速度が増加する傾向がある。これは、高レベルの薬物が必要とされる持続放出製剤ではとりわけ問題となる。持続放出製剤は、生理的環境で長期間にわたって薬物を放出するように設計されるので、薬物はこうした長期間を通して安定かつ生物学的に活性でなければならない。

本発明は、液体飽和可溶性形態のタンパク質と平衡状態にある固体沈殿物形態の安定なタンパク質を提供するために、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）とタンパク質とを組み合わせることを含み、ここでは、可溶性相は、より低い濃度のタンパク質を有する環境にアクセスできる（すなわち、系は開放系であって、閉鎖系ではない）。いずれの機序にも制限されるものではないが、理論的には、タンパク質は両方の相において安定であり、不溶性相中のタンパク質は可溶性相に送り込まれ、それは次に半透膜を通したタンパク質の拡散を駆動する。タンパク質の安定性は、リザーバの外に拡散するタンパク質を指している。ある態様では、開放二相系は、半透膜または他の多孔質構造体にＰＥＧを優先的に保持させながら、タンパク質を拡散させる。

開放系のある例は、可溶性形態のタンパク質を外側環境にアクセスできるようにし、可溶性形態のタンパク質を経時的に放出させる多孔質壁を有するデバイスである。幾つかの実施形態では、可溶性相は、半透膜または他の多孔質構造体などの出入口を通して環境にアクセスできる。本発明の半透膜は、それを通して水及びタンパク質を自由に通過させることができる。幾つかの実施形態では、半透膜は、ナノ細孔及び／またはミクロ細孔を含む。幾つかの実施形態では、半透膜は、ナノ多孔質及び／またはミクロ多孔質ポリマーフィルムである。

幾つかの実施形態では、ＰＥＧの最終濃度は２５ｍｇ／ｍＬ以上である。幾つかの実施形態では、非溶解形態及び溶解形態のタンパク質の濃度は１００ｍｇ／ｍＬ以上である。幾つかの実施形態では、タンパク質は、凍結乾燥タンパク質または噴霧乾燥タンパク質などの固体形態でＰＥＧと組み合わされる。

本発明は、安定な薬物の長期送達のための二相系を含む。二相とは、薬物が２つの相、すなわち、不溶性（沈殿した）相すなわち固相、及び可溶性相すなわち液相に存在することを意味する。不溶性相は、薬物リザーバとしての機能を果たし、可溶性相は、生理的系内に拡散し、生理的標的に接触する、活性型の薬物として機能する。バイアル内のような閉鎖二相系では、可溶性相は、沈殿物と平衡状態にある薬物の飽和溶液である。しかし、開放二相系では、外側水性環境にアクセスできる可溶性薬物が飽和可溶性相から拡散するにつれて、沈殿した薬物の一部が可溶化し、飽和可溶性相に入って、環境内に拡散された可溶性薬物に置き換わる。沈殿相中のタンパク質は緩徐に可溶化して飽和相との平衡状態を維持する。すなわち、沈殿相は可溶性相を補充し、可溶性相は生理的系内に拡散して薬物標的に関与する（式１）。沈殿剤賦形剤（すなわち、ＰＥＧ）の濃度を制御することによって、飽和可溶性相中の薬物の可溶性濃度が制御される。

一実施形態では、二相系は、標的の生理的環境内に埋め込まれる。例えば、薬物標的組織が、網膜、黄斑、または他の内部眼構造である場合には、二相系を硝子体液中に送達することができる。他の標的の場合、系を、皮下、真皮下、または腹腔内に埋め込むことができる。

二相系は、部分的に障壁内に包囲される。部分的に包囲されるとは、障壁が二相系から可溶化薬物を拡散させることを意味する。障壁は、薬物二相系の外に拡散させ、標的に接触させるが、沈殿剤賦形剤が急速に外に拡散するのを防止する。障壁は、特定の速度で薬物を放出させるように設計し、調整することができる。例えば、障壁は、薬物が通過できる細孔を含有する膜であってもよい。細孔の数及び／もしくはサイズまたは構造だけでなく、半透膜または他の多孔質構造体の全体面積も、薬物の放出速度を調節するために設計することができる。

沈殿剤賦形剤は、薬物溶出デバイスの仕様に基づいて、公知のタンパク質沈殿剤から選択されてもよい。一般的な沈殿剤として、硫酸アンモニウムなどのリオトロピック塩、アセトンのような混和性溶媒、ならびにデキストラン及びＰＥＧのような非イオン性巨大分子が挙げられる。沈殿剤の選択は、包囲障壁の場合と同様に、可溶性相中での薬物の溶解性及び所望の薬物濃度に依存する。例えば、デキストランは、タンパク質を沈殿させるために使用されると報告されるが、ＰＥＧと同じ範囲の賦形剤濃度でタンパク質の溶解性を制限しない。図１は、ＰＥＧ３３５０（黒塗りの菱形［◆］）、ＰＥＧ８０００（黒塗りの四角［■］）、ＰＥＧ２００００（黒塗りの三角［▲］）、デキストラン６０００（白抜きの四角［□］）、及びデキストラン４００００（白抜きの菱形［◇］）がタンパク質の溶解性に及ぼす効果の比較を示す。両方の分子量形態のデキストランは、類似の賦形剤濃度のＰＥＧより多くのタンパク質を可溶性相に残すことに留意されたい。より低い濃度のＰＥＧと同じレベルのタンパク質の沈殿を達成するために、より高い濃度のデキストランが必要である。一実施形態では、ＰＥＧは、より少ない用量の薬物をより長い期間にわたって持続放出するための大きなリザーバを有する二相性製剤を形成するために好ましい。

一実施形態では、ＰＥＧが長期間埋め込み型の開放二相性治療用タンパク質製剤のための沈殿剤賦形剤として選択される。二相系の可溶性相中のタンパク質の濃度は、ＰＥＧの濃度を調整することによって制御できる。例えば、約１６ｍｇ／ｍＬの１５０ｋＤａのタンパク質を約２５ｍｇ／ｍＬ〜約１５０ｍｇ／ｍＬのＰＥＧと組み合わせると、可溶性画分中のタンパク質の濃度の範囲は約１４ｍｇ／ｍＬ〜１ｍｇ／ｍＬ未満となる（図２）。タンパク質溶解性に及ぼすＰＥＧのこの効果は、ＰＥＧのモル濃度ではなく、ＰＥＧの質量濃度に依存する。言い換えれば、タンパク質溶解性（すなわち、飽和可溶性相中のタンパク質の濃度）に及ぼす同じ効果が、同量の質量のＰＥＧ３３５０、ＰＥＧ８０００、及びＰＥＧ２００００で観察された（図３）。つまり、８０ｍｇ／ｍＬのＰＥＧ２００００は、８０ｍｇ／ｍＬのＰＥＧ３３５０と同じ効果を同じタンパク質に及ぼす。

可溶性相中の薬物の濃度は、賦形剤の濃度に依存し、全体の薬物含量には依存しないが、不溶性相中の薬物の量は、飽和可溶性相中の薬物を超えるすべての薬物を含む。したがって、不溶性相中の薬物の量は、ＰＥＧ濃度と薬物の総量または最終濃度との両方に依存する。

ＰＥＧは、タンパク質の溶解性だけでなく、タンパク質の安定性にも影響を及ぼすことが予想される。ＰＥＧの特定の分子量種は、単相系では、完全に溶解したタンパク質の安定性にほとんどまたは全く影響を及ぼさないが、二相系では、完全に溶解したタンパク質の安定性に効果を有する。分子量が低い方のＰＥＧ、例えば、ＰＥＧ３３５０は、分子量が高い方の種のＰＥＧ、例えば、ＰＥＧ８０００またはＰＥＧ２００００よりも、二相系の可溶性相中の１００ｋＤａ〜１５０ｋＤａのタンパク質の安定性に及ぼす悪影響が少ない（図４）。

ＰＥＧ３３５０は、より高い分子量の形態より可溶性相中のタンパク質の安定性に及ぼす悪影響が少ないとはいえ、閉鎖系では依然としてタンパク質を不安定化する。図５に示すように、完全に溶解した単相系におけるタンパク質の安定性は、ＰＥＧ３３５０が存在すると、ＰＥＧがない場合に対して減少する。ＰＥＧのタンパク質不安定化作用は、閉鎖二相系でより顕著であり（図６Ａ及び６Ｂ）、それによって、閉鎖系でのタンパク質の安定性が、溶解相ではなく不溶性相に保持されているときに減少することが示されるが、示される濃度では、完全に溶解した系または二相系のいずれにも有益性はない。

閉鎖系でＰＥＧ濃度が増加すると、凝集速度の増加によって測定される不溶性相中のタンパク質の安定性が減少する（図４〜７を参照されたい）。ＰＥＧが、タンパク質溶解性を０．１ｍｇ／ｍｌ未満に制限する濃度で存在するとき、不可逆的なタンパク質の沈殿が観察される。本発明のある態様では、閉鎖系内では、系の不溶性相中の凝集は、溶液相より多い。

閉鎖系の可溶性相中のタンパク質濃度が高いと、ＰＥＧを含まない製剤及びＰＥＧを含む製剤の両方でタンパク質の安定性が低減する（図６Ａ及び６Ｂ）。例えば、均一条件下の単相系でスクロースのみ（ＰＥＧを含まない）の場合、１００ｋＤａ〜１５０ｋＤａのタンパク質は、約４．５ｍｇ／ｍＬで約０．３５％ＨＭＷ／週、約１２０ｍｇ／ｍＬで約２．７％ＨＭＷ／週の凝集速度、及び５００ｍｇ／ｍＬの予測濃度で約１０．２％ＨＭＷ／週の補外凝集速度を有する（図８）。この高い凝集速度は、高濃度タンパク質製剤の医薬用途では許容できない。

閉鎖系とは対照的に、開放二相系では、ＰＥＧを添加すると、高度に濃縮されたタンパク質の安定性が向上する。例えば、６５ｍｇ／ｍＬのＰＥＧを含有する飽和可溶性タンパク質の閉鎖単相系での凝集速度は、１０ｍｇ／ｍＬで約１．３％ＨＭＷ／週であり得る。６５ｍｇ／ｍＬのＰＥＧを含有する、１０ｍｇ／ｍＬの可溶性相タンパク質及び２０ｍｇ／ｍＬの不溶性相タンパク質を含有する閉鎖二相系では、凝集速度は約２．５％ＨＭＷ／週であり得、６５ｍｇ／ｍｌのＰＥＧを含有する、１０ｍｇ／ｍｌの可溶性相タンパク質及び１１０ｍｇ／ｍｌの不溶性相タンパク質を含有する閉鎖二相系では、凝集速度は約１０％ＨＭＷ／週であり得るが、７５ｍｇ／ｍｌのＰＥＧ及び１００ｍｇ／ｍｌ超の総タンパク質を含有する開放二相系では、凝集速度は約０．８％ＨＭＷ／週であり得る。

バイアル内などの閉鎖系ではタンパク質は放出されず、タンパク質の質量は不溶性相から可溶性相に移動しない。開放系では、例えば、二相系が生理的系に埋め込まれている場合では、タンパク質が飽和相から生理的環境内に拡散し、タンパク質が不溶性相から飽和可溶性相に移動するにつれて、不溶性相中のタンパク質の濃度（すなわち、沈殿物中のタンパク質の総質量）は減少する。不溶性相から可溶性相へのタンパク質の連続的な移行を考慮すると、可溶性タンパク質が二相性リザーバから出ていく動的開放二相系でのタンパク質は、閉鎖系または単相の溶液より安定である。

二相系を作製するために組み合わされるＰＥＧ及びタンパク質の量に加えて、ＰＥＧがタンパク質の溶解性及び相分配に及ぼす効果は、例えばタンパク質のサイズ及び／または等電点などの特定のタンパク質の属性に部分的に依存する。表１は、様々な量のＰＥＧが、受容体Ｆｃ融合タンパク質（トラップ）、免疫グロブリンタンパク質（ＩｇＧ）、ヒト血清アルブミン（ＨＳＡ）、及びフィブリノーゲンの溶解性に及ぼす、予想されるまたは実際の効果を示す。ＩｇＧ＃２、ＨＳＡ、及びフィブリノーゲンの溶解性に及ぼすＰＥＧの効果についての記載に関して、Ａｔｈａ ｅｔ ａｌ，“Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｂｙ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌｓ，” Ｊ．ｏｆ Ｂｉｏ．Ｃｈｅｍ．２５６（２３）：１２１０８−１２１１７（１９８１）が参照によって本明細書に組み込まれる。

リザーバデバイス
幾つかの実施形態では、生体分子、治療用生体分子、または他の薬物を患者に送達するための開放二相系は、リザーバデバイス内に収容される。本発明のリザーバデバイスは環境に対して部分的に開放されており、二相系からの拡散の速度または可溶性相薬物の移動は調節することができる。幾つかの実施形態では、二相性薬物が充填されたリザーバデバイスシステムが、皮下送達などによって患者の中に埋め込まれる。本発明のデバイスは生理的微小環境と接触することができ、可溶化薬物がデバイスから出てきて、所定の速度で生理的微小環境内に拡散する。溶液中のタンパク質の濃度に加えて、この放出速度は、送達速度を変えるように調整することができるデバイスの特性によって決定される。こうした調整可能な特性は、リザーバデバイスのサイズ、構造、多孔性、フィルタサイズなどである。これらを実現するための送達速度及びデバイス特性の説明については、Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ：Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｔｈｅｒａｐｙ ｂｙ Ｗ．Ｍａｒｋ Ｓａｌｔｚｍａｎ，ｉｎ Ｔｏｐｉｃｓ ｉｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１ｓｔ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，２００１；国際特許出願公開第２００８１０９８８６Ａ１号、Ｄｅｓａｉ ｅｔ ａｌ、２００８年９月１２日公開；国際特許出願公開第２０１２１４２３１８Ａ１号、Ｄｅｓａｉ ｅｔ ａｌ、２０１２年１０月１８日公開；米国特許出願公開第２０１４０１７０２０４Ａ１号、Ｄｅｓａｉ ｅｔ ａｌ、２０１４年６月６日公開；及び米国特許出願公開第２０１５０２１６８２９Ａ１号、Ｄｅｓａｉ ｅｔ ａｌ、２０１５年８月６日公開（これらは参照によって本明細書に組み込まれる）を参照されたい。

微小環境への送達は、リザーバデバイスのサイズ、形状、及び構成材料に影響を及ぼす。例えば、内膜へ送達するためのリザーバデバイスは、カテーテルを通して送達されることとなるステントの壁内に適合するようなサイズ及び形状にされてもよい。二相性薬物を充填したデバイスは、局所的に（例えば、皮膚パッチ型デバイス）、経腸的に（例えば、カプセル剤または坐剤）、または非経口的に（例えば、埋め込みデバイス）、患者に送達されてもよい。例示的な微小環境として、胃腸系、中枢神経系（例えば、硬膜外、脳内、脳室内、髄腔内）、羊膜−胎児系（例えば、羊膜外）、黄斑、網膜、または他の眼構造（例えば、硝子体内、眼内）、静脈−動脈系（例えば、動脈内）、骨及び関節系（例えば、骨内、関節内）、筋肉、皮下、皮膚、腹膜、粘膜などが挙げられる。

本発明の一実施形態では、リザーバデバイスは、「チャンバ」（「リザーバチャンバ」）、及びチャンバを包含する「筐体」を含む。筐体は、１つまたは複数の開口部、出入口、窓、細孔、多孔質構造体または透過性もしくは半透過性材料（まとめて「多孔質構造体」と呼ぶ）を含む。「多孔質構造体」は、薬物が通過してリザーバデバイスの外に出ることを可能にし、幾つかの実施形態では、生理的溶媒及び溶質が入ることが可能になる。幾つかの実施形態では、筐体全体が多孔質構造体を含む。他の実施形態では、多孔質構造体は筐体の一部のみを構成して、それ以外は不透過性である筐体における窓様構造としての機能を果たす。薬物の二相系は、リザーバチャンバ内に保持される。幾つかの実施形態では、不溶性相は薬物コアを提供し、可溶性相は薬物表層を提供する。図９は、例示的なリザーバデバイスの概略図を示す。

本発明のリザーバデバイスは、特定の標的に対応するように任意の材料及び任意のサイズで作製されてもよい。例えば、デバイスは、ある場合にはインスリンポンプなど体外に装着されてもよく、したがって比較的大きくてもよい。デバイスは、体内、例えば、皮下または硝子体内の位置に埋め込まれてもよく、この場合はデバイスが小さいことが必要とされる。例えば、硝子体内のデバイスは、１〜５０μｌ程度の容量を有し得る。

本発明のある実施形態では、生理的系内に埋め込まれるリザーバデバイスは、生体適合性材料で作製されてもよく、その例として、金属（シリコン、チタン、ステンレス鋼、及びニッケル−チタン合金が挙げられる）、及びポリマー（ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリグルタミン酸（ＰＧＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリオルトエステル、ポリ酸無水物、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバレレート、ポリ（アミノ酸）、コラーゲン、酢酸セルロース、ナイロン、ポリカーボネート、ポリ（テトラフルオロエチレン）（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、アクリレート、ポリアクリレート、メタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリシアノアクリレート、シロキサン、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリウレタン、及びポリビニリデンが挙げられる）が挙げられる。

本発明のリザーバデバイスは、剛性であっても可撓性であってもよく、使い捨てであっても再充填可能であってもよい。点眼薬を眼に送達するための剛性で再充填可能な生体適合性の硝子体内リザーバデバイス（例えば、ＦＯＲＳＩＧＨＴ（商標）Ｖｉｓｉｏｎ４デバイス）に関して、米国特許出願第２０１５／０２５０６４７号、第２０１１／０４６８７０号、第２０１３／０３２４９４２号、ならびに米国特許第９，０３３，９１１号及び第８，６２３，３９５号が参照によって本明細書に組み込まれる。一実施形態では、本発明のデバイスはチタンから作製され、再充填可能である。再充填可能デバイスとして、それは、リザーバデバイスの近接端部に位置するまたは付近にある透過障壁を含有することができ、それを通して薬物がカニューレを介して入れられる。かかる実施形態では、多孔質構造体は焼結金属を含む。

本発明の可撓性デバイスの筐体材料はポリマーであってもよく、半透膜または他の多孔質構造体は、ミクロ細孔、ナノ細孔、または他のチャネルを含有するポリマーフィルムであってもよい。可撓性で使い捨てのポリマーデバイス及びそれらを作製する方法は、Ｂｅｒｎａｒｄｓ（２０１２）、米国特許出願公開第２０１４／０１７０２０４号及び第２０１５／０１１９８０７号、ならびに欧州特許出願第ＥＰ２１６４４２５Ａ１号に開示されている。米国第２０１５／０１１９８０７Ａ１号は、本発明のデバイスに使用することができる、ナノ多孔質ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）フィルムまたはミクロ多孔質ＰＣＬと非多孔質バッキングとの組み合わせを含む薄膜サンドイッチ構造の説明に関して、参照によって本明細書に組み込まれる。かかる実施形態では、原薬がポリマーフィルム層の間に装填され、次いでそれらがヒートシールされる。細孔のサイズ及び構造だけでなく、半透膜または他の多孔質構造体の表面積も、デバイスからの薬物の溶出速度を制御する。畳まれた薬物装填デバイスは、針カニューレを通して、例えば硝子体内に注入することができる。

「ナノ細孔」という用語は、細孔の一方の側（例えば、内部環境）の材料を細孔の他方の側（例えば、外側または外部環境）の材料にアクセスできるようにする、障壁中の細孔またはチャネル開口部の概略の直径のことを言う。約１００ｎｍ以下の直径を有する細孔が、一般に、ナノ細孔と見なされる。

本発明のリザーバデバイスのナノ細孔は、約０．２ｎｍ〜約１００ｎｍの直径を有する。幾つかの実施形態では、ナノ細孔は、約０．２ｎｍ〜約２ｎｍ、約２ｎｍ〜約５０ｎｍ、または約５０ｎｍ〜約１００ｎｍの直径を有する。幾つかの実施形態では、本発明のリザーバデバイスのナノ細孔は、約１０ｎｍ、約１１ｎｍ、約１２ｎｍ、約１３ｎｍ、約１４ｎｍ、約１５ｎｍ、約１６ｎｍ、約１７ｎｍ、約１８ｎｍ、約１９ｎｍ、約２０ｎｍ、約２１ｎｍ、約２２ｎｍ、約２３ｎｍ、約２４ｎｍ、約２５ｎｍ、約２６ｎｍ、約２７ｎｍ、約２８ｎｍ、約２９ｎｍ、または約３０ｎｍの直径を有する。

本発明のミクロ多孔質フィルムは、ミクロ細孔を含有する。本発明のミクロ細孔は、約１ミクロン〜約２ミクロン、約２ミクロン〜約５ミクロン、約１ミクロン、約１．１ミクロン、約１．２ミクロン、約１．３ミクロン、約１．４ミクロン、約１．５ミクロン、約１．６ミクロン、約１．７ミクロン、約１．８ミクロン、約１．９ミクロン、または約２ミクロンの断面直径を有する。幾つかの実施形態では、ミクロ細孔は、約１０ミクロン未満の直径を有する。幾つかの実施形態では、ミクロ細孔は、約１ミクロン未満の連通孔径を有する。

本発明のリザーバデバイスは、埋め込み型の自動制御式メカノケミカルポンプであり得る。かかるデバイスは、微小環境の変化に応答する酵素が包埋された可撓性膜を使用する。これらの変化は膜の膨潤を引き起こし、結果的にその細孔を開いて、可溶性タンパク質を外側環境にアクセスできるようにし、結果的に可溶性薬物を流出させる。例えば、架橋ヒドロゲル膜を、ポリマー側鎖のアミン基がプロトン化されると膨潤するように設計してもよく、それによってデバイスが微小環境のｐＨの変化に応答して開くことが可能になる。続いて、薬物が、リザーバチャンバから生理的系内に「送り出される」。特定の化学物質を還元するまたは酸化する酵素を膜内に包埋して、プロトンの供給源または吸い込み口として機能するようにしてもよい。メカノケミカルデバイスの例については、Ｋｏｓｔ，ｅｔ ａｌ Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．１９，１１１７−１１３３（１９８５）、Ａｌｂｉｎ ｅｔ ａｌ，Ｊ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ ６，２６７−２９１（１９８７）］、Ｉｓｈｉｈａｒａ ｅｔ ａｌ，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｊ．１６，６２５−６３１（１９８４）、及びＤｅ Ｊｕａｎ ｅｔ ａｌ、米国特許第９，０３３，９１１号、２０１５年５月１９日を参照されたい。

定義
本発明は、単相の溶液と比較して長期間にわたって向上したタンパク質の溶解性のための製剤を含む。別の態様では、本発明は、生理的温度で長期間にわたって安定した状態を保つ薬物を長期送達するための薬物送達デバイスを提供する。また、かかる送達デバイスのための前記製剤を作製する方法、及び（ｉｉｉ）構成成分薬物を必要とする患者を治療するための前記製剤またはデバイスの使用を提供する。本発明の製剤は、可溶性相及び不溶性相に存在する「第１の分子」と、第１の分子の有効溶解性を低減させる賦形剤である「第２の分子」とを含有する二相系を含む。幾つかの実施形態では、二相系はリザーバチャンバ内に含有され、リザーバチャンバは筐体に囲まれて、リザーバデバイスを形成してもよい。「第１の分子」は一般に、医療上の有用性を有する生物学的分子または他の薬物もしくは原薬である。

「二相」という用語は、固体沈殿相及び飽和可溶性相中に共存する分子の状態を指す。分子の二相性混合物は、平衡状態にある。閉鎖系での（例えば、生理的系に接触していないバイアルまたは他の容器中のような）二相性混合物では、各相中の分子の全体量は、比較的一定な状態を保つ。可溶性形態の分子が二相性混合物から拡散して出ていくことができる、開放系での二相性混合物では（例えば、埋め込まれているか、さもなければ生理的または他の系と連通しているとき）、二相系内の分子の量は、経時的に低下することとなる。開放系では、分子の不溶性画分が、分子の予備形態としての機能を果たす。例えば、同じタンパク質の飽和溶液に囲まれた沈殿タンパク質は「二相系」であり、そのタンパク質は「二相」である。

「生体分子」という用語は、生物学的分子を意味し、それには、巨大分子、例えば、タンパク質、炭水化物、脂質、核酸、及びアプタマーなどの合成複合分子、ならびに小分子、例えば、一次代謝産物、二次代謝産物、及び生体系によって産生される産物が含まれる。生物学的分子には、とりわけ、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、及びアミノ酸、アプタマー、脂質、ヌクレオシド、ヌクレオチド、及び核酸、ならびに炭水化物が含まれる。生体分子は、天然に存在するもの、すなわち、天然に存在する生物、ウイルス、及び環境において産生されるものであっても、人工的なもの、すなわち、合成化学手段によって、または組換えもしくは異所性核酸を含有する生体系において産生されるものであってもよい。幾つかの特定の実施形態では、生体分子は治療用生体分子である。治療用生体分子は、「薬物」または「原薬」である。幾つかの実施形態では、デバイスの「第１の分子」はタンパク質である。

「タンパク質」という用語は、アミド結合を介して共有結合した約５０超のアミノ酸を有する任意のアミノ酸ポリマーを意味する。タンパク質は、当技術分野で一般に「ポリペプチド」として公知の１つまたは複数のアミノ酸ポリマー鎖を含有する。タンパク質は、１つまたは複数のポリペプチドを含有して、単一の機能性生体分子を形成し得る。「ポリペプチド」は一般に５０を超えるアミノ酸を含有し、それに対して「ペプチド」は一般に５０以下のアミノ酸を含有する。

本明細書で使用される場合、「タンパク質」には、バイオ治療薬タンパク質、研究または療法で使用される組換えタンパク質、トラップタンパク質及び他のキメラ受容体Ｆｃ融合タンパク質、キメラタンパク質、抗体、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、ヒト抗体、ならびに二重特異性抗体のいずれかが含まれ得る。別の態様では、タンパク質には、抗体断片、ナノボディ、組換え抗体キメラ、サイトカイン、ケモカイン、ペプチドホルモンなどが含まれ得る。タンパク質は、昆虫バキュロウイルス（ｂａｃｃｕｌｏｖｉｒｕｓ）系、酵母系（例えば、Ｐｉｃｈｉａ ｓｐ．）、哺乳動物系（例えば、ＣＨＯ細胞及びＣＨＯ−Ｋ１細胞のようなＣＨＯ誘導体）などの組換え細胞ベースの産生系を使用して産生されてもよい。バイオ治療薬タンパク質及びそれらの産生について考察する最近の論評については、Ｇｈａｄｅｒｉ ｅｔ ａｌ．，“Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍｓ ｆｏｒ ｂｉｏｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ ｇｌｙｃｏｐｒｏｔｅｉｎｓ Ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ，ｉｍｐａｃｔ，ａｎｄ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｏｆ ｎｏｎ−ｈｕｍａｎ ｓｉａｌｙｌａｔｉｏｎ，” ２８ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ｇｅｎｅｔ Ｅｎｇ Ｒｅｖ．１４７−７５（２０１２）を参照されたい。幾つかの実施形態では、タンパク質は、修飾、付加物、及び他の共有結合部分を含有する。これらの修飾、付加物、及び部分として、例えば、アビジン、ストレプトアビジン、ビオチン、グリカン（例えば、Ｎ−アセチルガラクトサミン、ガラクトース、ノイラミン酸、Ｎ−アセチルグルコサミン、フコース、マンノース、及び他の単糖）、ＰＥＧ、ポリヒスチジン、ＦＬＡＧタグ、マルトース結合タンパク質（ＭＢＰ）、キチン質結合タンパク質（ＣＢＰ）、グルタチオン−Ｓ−トランスフェラーゼ（ＧＳＴ）ｍｙｃ−エピトープ、蛍光標識及び他の色素などが挙げられる。

抗体は、治療用生体分子としてよく使用される。「抗体」という用語は、本明細書で使用される場合、４つのポリペプチド鎖、すなわち、ジスルフィド結合によって相互に連結された２つの重（Ｈ）鎖及び２つの軽（Ｌ）鎖から構成される免疫グロブリン分子を含む。

「Ｆｃ含有タンパク質」という表現には、抗体、二重特異性抗体、イムノアドヘシン、ならびに免疫グロブリンＣＨ２及びＣＨ３領域の少なくとも機能的な部分を含む他の結合タンパク質が含まれる。「機能的な部分」とは、Ｆｃ受容体（例えば、ＦｃγＲ、またはＦｃＲｎ、すなわち、新生児Ｆｃ受容体）と結合することができる、及び／または補体の活性化に関与することができる、ＣＨ２及びＣＨ３領域を指す。いずれのＦｃ受容体にも結合できないようになり、かつ補体の活性化もできないようになる、欠失、置換、及び／もしくは挿入、または他の修飾を、ＣＨ２及びＣＨ３領域が含有するならば、そのＣＨ２及びＣＨ３領域は機能的ではない。

Ｆｃ含有タンパク質は、免疫グロブリンドメインに修飾を含むことができ、それには、修飾が結合タンパク質の１つまたは複数のエフェクター機能に影響をする場合も含まれる（例えば、ＦｃγＲ結合性、ＦｃＲｎ結合性に影響し、それによって半減期及び／またはＣＤＣ活性に影響する修飾）。

ＶＥＧＦアンタゴニストには、ＶＥＧＦ刺激チロシンキナーゼを抑制する小分子が含まれ、例えば、ラパチニブ、スニチニブ、ソラフェニブ、アキシチニブ、及びパゾパニブ（Ｙａｄａｖ、２０１５）が挙げられる。ＶＥＧＦの巨大分子阻害剤として、モノクローナル抗体であるベバシズマブ、Ｆａｂ断片であるラニビズマブ、トラップであるアフリベルセプト、トラップであるコンバセプト、及びペグ化されたアプタマーであるペガプタニブが挙げられる。

幾つかの実施形態によれば、第２の分子（二相系の「溶解性を低減させる分子」とも呼ぶ）は、第１の分子（すなわち、バイオ治療薬または他の薬物もしくは生体分子）の溶解性を低減させる。通常、「溶解性」は、温度、圧力、及びｐＨなどの変数に依存する、所与の溶媒中の溶質の固有の物理的特性を指すが、ここでは、「溶解性」はより広い意味を持つ。本明細書で使用される場合、「溶解性」は、溶媒中の溶質の濃度を意味する。したがって、溶解性は、他の試薬、とりわけ塩などの加減、追加の溶媒、及び／または非イオン性巨大分子、もしくは溶媒を除去して溶質を溶解させることができる溶媒の量を有効に低減させるように機能する他の巨大分子によって影響される。

本発明のある実施形態では、「溶解性を低減させる分子」には、「非イオン性巨大分子」（「水溶性非イオン性ポリマー」とも呼ぶ）が含まれる。これらの分子は、溶媒を除去し、タンパク質の溶媒和に利用できる水の全体量を低減させることによって部分的に作用する。非イオン性巨大分子として、例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、デキストラン、アルギネート、ペクチネート、カルボキシメチルセルロースすなわちデンプン、ヒドロキシエチルセルロースまたはデンプン、ヒドロキシプロピルセルロースまたはデンプン、メチルセルロースまたはデンプン、ポリアクリル酸及びポリメタクリル酸（ｐｏｌｙｍｅｔａａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ）、ポリエチレンイミン、ポリアクリルアミド、ポリオキシエチレン、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ＦＩＣＯＬＬ（登録商標）、ＰＥＲＣＯＬＬ（登録商標）などが挙げられる。

「ポリエチレングリコール」または「ＰＥＧ」とは、生体分子の溶解性を低減させる分子として有用な非イオン性巨大分子の一例を指す。ＰＥＧは、食品、薬、及び化粧品に一般に使用される、エチレンオキシドのポリエーテルポリマーである。ＰＥＧは、３００ｇ／ｍｏｌから１０，０００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の様々な分子量で市販されている。本発明のある態様では、ＰＥＧ２００００、ＰＥＧ８０００、及びＰＥＧ３３５０が有用である。３３５０グラム／モル（ＰＥＧ３３５０）の分子量を有するＰＥＧが、本発明で使用するのに好ましい。ＰＥＧは、直鎖状、分岐（３〜１０個の鎖が中央コアに結合）、星型（１０〜１００個の鎖が中央コアに結合）、及び櫛型（複数の鎖がポリマー骨格に結合）を含めた、様々な形状で利用できる。

「デキストラン」は、生体分子の溶解性を減少させる分子として有用であり得る、非イオン性巨大分子の別の例である。デキストランは、とりわけ増量剤としてよく使用される分岐鎖グルカンである。それは一般に安全であると認識されており、他の用途においてタンパク質を安定化させるために使用されている。

幾つかの実施形態では、第１の分子は、第２の分子と組み合わせて使用するとき、（１）溶液中に存在する、及び（２）溶液中に存在しない、という２つの溶解性状態で存在する。「溶解した」、「溶質」、「可溶性」、「可溶化した」、「可溶性画分」、「可溶性部分」、「可溶性相」、「飽和溶液」という用語はそれぞれ、溶液中に存在する第１の分子の全体の部分を指す。「固体」、「沈殿物」、「非可溶性画分」、「非可溶性部分」、「不溶性画分」、「不溶性」、「不溶性相」という用語はそれぞれ、溶液中に存在しない第１の分子の全体の部分を指す。

開放二相系の一態様では、薬物の溶解性をＰＥＧで低減させると、第１の分子の長期間にわたる安定性が強化される。「安定性」という用語は、第１の分子の許容可能な程度の物理的構造（コロイド、性質）、化学構造、または生物学的機能が、リザーバチャンバの可溶性画分などの生理学的に関連する環境内に配置された後に、経時的に保持されることを指す。第１の分子は、その構造または機能を１００％維持しないとしても、規定量の時間保管または配置された後に安定であり得る。ある種の状況下で、第１の分子の約８０％、約８５％、約９０％、約９５％、約９６％、約９７％、約９８％、または約９９％が元の立体構造、構造、または機能を有しているならば、可溶性画分中のタンパク質及び製剤は「安定」と見なすことができる。

安定性は、とりわけ、規定の温度で規定量の時間保管または配置された後に製剤中に残存する元の分子の割合（％）を決定することによって測定することができる。元の分子の割合（％）は、「元」とは凝集せず、分解もしないことを意味するというように、とりわけ、サイズ排除クロマトグラフィ（例えば、サイズ排除高速液体クロマトグラフィ［ＳＥ−ＨＰＬＣ］）によって決定することができる。ある特定の実施形態では、配置（例えば、埋め込み）後に、規定の温度または生理状態下で規定量の時間の後に、製剤中に元の形態の第１の分子の少なくとも約８０％、８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％または１００％を検出することができる。安定性を測定する前の規定量の時間は、約１４日、約２８日、約１か月、約２か月、約３か月、約４か月、約５か月、約６か月、約７か月、約８か月、約９か月、約１０か月、約１１か月、約１２か月、約１８か月、約２４か月、またはそれ以上であることができる。安定性を評価するときに、第１及び第２の分子を含有するデバイスを保持し得る温度は、約−８０℃〜約４５℃の任意の温度であることができ、例えば、約−８０℃、約−３０℃、約−２０℃、約０℃、約４°〜８℃、約５℃、約２５℃、約３５℃、約３７℃もしくは他の生理的温度、または約４５℃で保管することができる。例えば、第１の分子は、生理的条件下で３か月後に元の分子の約７５％、８０％、８５％、または９０％より多くがＳＥ−ＨＰＬＣまたは他のサイズ排除またはサイズ決定方法によって可溶性画分中に検出されれば、安定であると見なされてもよい。「生理的温度」には、任意の脊椎動物の体温が含まれる。例えば、ヒトの生理的温度は約３７℃である。本発明の幾つかの実施形態では、生理的温度は約２５℃〜約４５℃である。幾つかの実施形態では、生理的温度は、約２５℃、約２６℃、約２７℃、約２８℃、約２９℃、約３０℃、約３１℃、約３２℃、約３３℃、約３４℃、約３５℃、約３６℃、約３７℃、約３８℃、約３９℃、約４０℃、約４１℃、約４２℃、約４３℃、約４４℃、及び約４５℃である。

安定性は、とりわけ、規定の温度での規定量の時間の後に、リザーバデバイス内でＰＥＧなどの第２の分子の存在下で凝集体（すなわち、高分子量種）を形成した、タンパク質などの第１の分子の割合（％）を決定することによって測定でき、ここでは、安定性は、可溶性画分中に形成された高分子量（ＨＭＷ）種の割合（％）に反比例する。タンパク質の安定性は、ＰＥＧなどの第２の分子の存在下にあった開放二相系からの放出後に測定することができる。可溶性画分中の第１の分子のＨＭＷ種の割合（％）は、とりわけ、上述のようなサイズ排除クロマトグラフィによって決定することができる。医薬製剤はまた、生理的条件で３か月後に、第１の分子の約１５％、１４％、１３％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、または０．１％未満がＨＭＷ形態で検出されれば、安定と見なされてもよい。

安定性は、とりわけ、規定の温度での規定量の時間の後に、ＰＥＧなどの第２の分子の存在下にあった開放二相系からの放出後に、分解した、または低分子量種（ＬＭＷ）として見いだされるタンパク質などの第１の分子の割合（％）を決定することによって測定することができる。安定性は、可溶性画分中に形成されたＬＭＷ種の割合（％）に反比例する。可溶性画分中の第１の分子のＬＭＷ種の割合（％）は、とりわけ、上述のようなサイズ排除クロマトグラフィによって決定することができる。医薬製剤はまた、生理的条件で３か月後に、第１の分子の約１５％、１４％、１３％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、または０．１％未満がＬＭＷ形態で検出されれば、安定と見なされてもよい。

幾つかの実施形態では、開放二相性薬物系が、「リザーバデバイス」内に含有される。「リザーバデバイス」という用語は、二相性薬物を含有する任意の容器を包含し、二相性薬物を周囲環境から部分的に隔離し、出入口を通して可溶性薬物が所定の速度で流出することを可能にする。リザーバデバイスは、二相系を含む制御された開放系に相当する。閉鎖二相系は、リザーバデバイスではない別の容器内に含有されてもよい。例えば、別の溶液に接触していないバイアル内の二相系は、可溶性分子が拡散して出ていかないので閉鎖系である。二相性薬物の経時的な安定性は、閉鎖系より開放系内の方が大きくなり得る。

本発明の幾つかの実施形態では、二相系は、追加的な成分または賦形剤を含む。「賦形剤」には、薬物を緩衝する、可溶化する、安定化する、及び／または保護する、ならびに製剤の張度を維持するまたは調整することを含めた、様々な目的のために使用される様々な物質が含まれる。保護剤は、熱負荷及び／または撹拌などの物理的負荷から保護する。緩衝剤は、当技術分野で周知である。

幾つかの実施形態では、緩衝剤が本主題の二相性製剤に含まれる。幾つかの実施形態では、本主題の二相性製剤は、緩衝剤を、約１ｍＭ〜約１００ｍＭ、約５ｍＭ〜約５０ｍＭ、または約１０ｍＭ〜約２０ｍＭの濃度で含有する。幾つかの実施形態では、緩衝剤は、５ｍＭ±０．７５ｍＭ〜１５ｍＭ±２．２５ｍＭ、６ｍＭ±０．９ｍＭ〜１４ｍＭ±２．１ｍＭ、７ｍＭ±１．０５ｍＭ〜１３ｍＭ±１．９５ｍＭ、８ｍＭ±１．２ｍＭ〜１２ｍＭ±１．８ｍＭ、９ｍＭ±１．３５ｍＭ〜１１ｍＭ±１．６５ｍＭ、１０ｍＭ±１．５ｍＭ、または約１０ｍＭの濃度で本主題の二相性製剤に含まれる。幾つかの実施形態では、緩衝剤は、ヒスチジン、リン酸塩、炭酸塩、コハク酸塩、及び／または酢酸塩である。

幾つかの実施形態では、緩衝剤は、約３〜約９のｐＨ範囲内、または約３．７〜約８．０のｐＨ範囲内のどこかに緩衝する能力がある化学物質から選択される。例えば、二相性製剤のｐＨは、約３．４、約３．６、約３．８、約４．０、約４．２、約４．４、約４．６、約４．８、約５．０、約５．２、約５．４、約５．６、約５．８、約６．０、約６．２、約６．４、約６．６、約６．８、約７．０、約７．２、約７．４、約７．６、約７．８、または約８．０であってもよい。

緩衝剤は、例えば、ヒスチジンと酢酸塩との組み合わせ（ｈｉｓ−酢酸塩緩衝液）など、個々の緩衝剤の組み合わせであってもよい。一実施形態では、緩衝剤は、酢酸塩によって緩衝される範囲のような、約３．５〜約６、または約３．７〜約５．６の緩衝範囲を有する。一実施形態では、緩衝剤は、リン酸塩によって緩衝される範囲のような、約５．５〜約８．５、または約５．８〜約８．０の緩衝範囲を有する。一実施形態では、緩衝剤は、ヒスチジンによって緩衝される範囲のような、約５．０〜約８．０、または約５．５〜約７．４の緩衝範囲を有する。

賦形剤は、安定剤を含む。本明細書で使用される場合、安定剤を本主題の二相性製剤に添加して、タンパク質を凝集または他の分解から安定化させてもよい。本主題の二相性製剤に含まれてもよい安定剤として、ポリオール、糖、塩（例えば、塩化ナトリウム）、アミノ酸などが挙げられる。場合によっては、安定剤は、二相性製剤の浸透圧重量モル濃度を、二相性製剤が配置される生理的環境の浸透圧重量モル濃度と合うように調整する等張化剤（ｔｏｎｉｃｉｆｉｅｒ）として作用する。例えば、塩化ナトリウム及びスクロースはそれぞれ等張化剤として機能する。様々な個々の安定剤を、最適な安定化または等張化（ｔｏｎｉｃｉｆｙｉｎｇ）効果のために、単独で、または１つもしくは複数の他の安定剤を組み合わせて使用してもよい。例えば、ポリオールを糖と、糖をアミノ酸と、ポリオールをアミノ酸と、塩を糖と、塩をアミノ酸と、塩をポリオールとなど、組み合わせてもよい。

ポリオールは、２つ以上のヒドロキシル基（−ＯＨ）を有する有機分子である。ポリオールには、モノマーだけでなくポリマーも含まれる。糖アルコールは、ポリオールのサブグループである。有用な安定剤として機能することができる糖アルコールとして、マンニトール、キシリトール、ソルビトール、イソマルト、エリスリトール、マルチトール、及びグリセロールが挙げられる。他のモノマーポリオールとして、エチレングリコール、プロピレングリコール、及びペンタエリスリトールが挙げられる。ポリマーポリオールは、ポリオールサブユニットのポリエステルまたはポリエーテルであってもよい。有用な代表例のポリマーポリオールとして、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、及びポリ（テトラメチレンエーテル）グリコールが挙げられる。

トレハロース及びスクロースのような糖を、本主題の二相性製剤において安定剤として使用してもよい。幾つかの実施形態では、スクロースは、本主題の二相性製剤に約０．５％（ｗ／ｖ）〜約２５％（ｗ／ｖ）の濃度で含まれる。一実施形態では、スクロースは、本主題の二相性製剤に、約０．５％（ｗ／ｖ）、約１％（ｗ／ｖ）、約１．５％（ｗ／ｖ）、約２％（ｗ／ｖ）、約２．５％（ｗ／ｖ）、約３％（ｗ／ｖ）、約３．５％（ｗ／ｖ）、約４％（ｗ／ｖ）、約４．５％（ｗ／ｖ）、約５％（ｗ／ｖ）、約６％（ｗ／ｖ）、約７％（ｗ／ｖ）、約８％（ｗ／ｖ）、約９％（ｗ／ｖ）、約１０％（ｗ／ｖ）、約１１％（ｗ／ｖ）、約１２％（ｗ／ｖ）、約１３％（ｗ／ｖ）、約１４％（ｗ／ｖ）、約１５％（ｗ／ｖ）、約１６％（ｗ／ｖ）、約１７％（ｗ／ｖ）、約１８％（ｗ／ｖ）、約１９％（ｗ／ｖ）、約２０％（ｗ／ｖ）、約２１％（ｗ／ｖ）、約２２％（ｗ／ｖ）、約２３％（ｗ／ｖ）、約２４％（ｗ／ｖ）、または約２５％（ｗ／ｖ）の濃度で含まれる。

アミノ酸も、本主題の二相性製剤に安定剤または等張化剤として含まれてもよい。有用なアミノ酸として、グリシン、アルギニン、アラニン、及びプロリンが挙げられる。幾つかの実施形態では、アルギニンが安定剤及び粘度降下剤として使用される。

場合によって、１つまたは複数の界面活性剤が、賦形剤として本主題の二相性製剤に採用されてもよい。界面活性剤は、タンパク質−タンパク質疎水性相互作用を低減させ、その結果として高分子量種（すなわち、凝集体）の形成を低減させることによって、追加的な安定性をもたらす。本主題の二相性製剤に含むことができる代表的な非イオン性界面活性剤として、例えば、アルキルポリ（エチレンオキシド）、アルキルポリグルコシド（例えば、オクチルグルコシド、及びデシルマルトシド）、セチルアルコール及びオレイルアルコールなどの脂肪アルコール、コカミドＭＥＡ、コカミドＤＥＡ、ならびにコカミドＴＥＡが挙げられる。前に凍結乾燥されていた水溶液（または再構成した後の溶液）に含むことができる特定の非イオン性界面活性剤として、例えば、ポリオキシエチレンソルビタンエステル（ポリソルベートとも呼ばれる）、例えば、ポリソルベート２０、ポリソルベート２８、ポリソルベート４０、ポリソルベート６０、ポリソルベート６５、ポリソルベート８０、ポリソルベート８１、及びポリソルベート８５；ポロキサマー、例えば、ポロキサマー１８８、ポロキサマー４０７；ポリエチレン−ポリプロピレングリコール；またはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）が挙げられる。ポリソルベート２０は、ＴＷＥＥＮ２０、ソルビタンモノラウレート、及びポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートとしても公知である。ポリソルベート８０は、ＴＷＥＥＮ８０、ソルビタンモノオレエート、及びポリオキシエチレンソルビタンモノオレエートとしても公知である。

幾つかの実施形態では、ポリソルベート２０またはポリソルベート８０が、本主題の二相性製剤に約０．００１％（ｗ／ｖ）〜約０．５％（ｗ／ｖ）の濃度で含まれてもよい。幾つかの実施形態では、本主題の二相性製剤は、約０．００１％、約０．００１５％、約０．００２％、約０．００２５％、約０．００３％、約０．００３５％、約０．００４％、約０．００４５％、約０．００５％、約０．００５５％、約０．００６％、約０．００６５％、約０．００７％、約０．００７５％、約０．００８％、約０．００８５％、約０．００９％、約０．００９５％、約０．０１％、約０．０１５％、約０．０１６％、約０．０１７％、約０．０１８％、約０．０１９％、約０．０２％、約０．０２１％、約０．０２２％、約０．０２３％、約０．０２４％、約０．０２５％、約０．０２６％、約０．０２７％、約０．０２８％、約０．０２９％、約０．０３％、約０．０３１％、約０．０３２％、約０．０３３％、約０．０３４％、約０．０３５％、約０．０３６％、約０．０３７％、約０．０３８％、約０．０３９％、約０．０４％、約０．０４１％、約０．０４２％、約０．０４３％、約０．０４４％、約０．０４５％、約０．０４６％、約０．０４７％、約０．０４８％、約０．０４９％、約０．０５％、約０．０５１％、約０．０５２％、約０．０５３％、約０．０５４％、約０．０５５％、約０．０５６％、約０．０５７％、約０．０５８％、約０．０５９％、約０．０６％、約０．０６１％、約０．０６２％、約０．０６３％、約０．０６４％、約０．０６５％、約０．０６６％、約０．０６７％、約０．０６８％、約０．０６９％、約０．０７％、約０．０７１％、約０．０７２％、約０．０７３％、約０．０７４％、約０．０７５％、約０．０７６％、約０．０７７％、約０．０７８％、約０．０７９％、約０．０８％、約０．０８１％、約０．０８２％、約０．０８３％、約０．０８４％、約０．０８５％、約０．０８６％、約０．０８７％、約０．０８８％、約０．０８９％、約０．０９％、約０．０９１％、約０．０９２％、約０．０９３％、約０．０９４％、約０．０９５％、約０．０９６％、約０．０９７％、約０．０９８％、約０．０９９％、約０．１０％、約０．１５％、約０．２０％、約０．２５％、約０．３０％、約０．３５％、約０．４０％、約０．４５％、または約０．５０％のポリソルベート２０またはポリソルベート８０を含有する。

実施形態
一態様では、本発明は、生体分子及び該生体分子の溶解性を制限する分子を含有する安定な二相性医薬製剤を提供する。生体分子は、製剤中に二相系として存在し、それにおいて、生体分子の一部は可溶性形態であり（溶解している）、一部は不溶性形態である（沈殿物）。一実施形態では、製剤は、可溶性生体分子が外側の水性環境にアクセスできない閉鎖系であっても、可溶性生体分子がより低い濃度の生体分子を有する環境にアクセスできる開放系であってもよい。開放系の幾つかの実施形態では、組成物はリザーバチャンバ内に含有され、リザーバチャンバは、リザーバデバイス内に収容され、多孔質構造体によって囲まれている。リザーバデバイスは、半透膜または他の多孔質構造体を介して環境に開放されており、患者内に埋め込んで治療的有効量の生体分子を患者内の治療標的に送達することができる。

一態様では、本発明は、少なくとも２５ｍｇ／ｍＬのポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、少なくとも１００ｍｇ／ｍＬのタンパク質、タンパク質の総量の５０％未満及びある量のＰＥＧを含有する可溶性相、ならびに不溶性タンパク質を含む不溶性相を含む、二相性医薬製剤を提供する。可溶性相のタンパク質は、生理的温度で少なくとも３０日間安定であり、半透膜または他の多孔質構造体を通して、より低い濃度のタンパク質を有する環境にアクセスできる（すなわち、開放系）。

幾つかの実施形態では、二相性医薬製剤は、患者に投与されるか、さもなければ外側環境内に置かれ、そこにおいて、可溶性タンパク質が、多孔質構造体を通して濃度勾配の低い方に経時的に拡散し、該環境に入る。したがって、本主題の二相性医薬製剤中のタンパク質の総量は、経時的に低下し、最終的に枯渇する。したがって、幾つかの実施形態では、製剤中のタンパク質の量は、最初の１００ｍｇ／ｍＬ以上の量より少なく、それは、製剤が、より低いタンパク質濃度を有する環境にどれだけ長くアクセスしていたかに依存する。幾つかの実施形態では、本主題の二相性医薬製剤中のタンパク質の総量は、患者内で使用される本発明のデバイスの存続期間にわたって０．１ｍｇ／ｍＬ〜５００ｍｇ／ｍＬのタンパク質になると見込まれる。

幾つかの実施形態では、本主題の二相性医薬製剤のタンパク質の分子量は、約１０ｋＤ（すなわち１０，０００ダルトン、つまり１モル当たり１０，０００グラム）〜約２００ｋＤ、約２５ｋＤ〜約１６０ｋＤａ、約１０ｋＤ〜約１５ｋＤ、約１５ｋＤ〜約２０ｋＤａ、約２０ｋＤ〜約２５ｋＤａ、約２５ｋＤ〜約３０ｋＤａ、約３０ｋＤ〜約３５ｋＤａ、約３５ｋＤ〜約４０ｋＤａ、約４０ｋＤ〜約４５ｋＤａ、約４５ｋＤ〜約５０ｋＤａ、約５０ｋＤ〜約５５ｋＤａ、約５５ｋＤ〜約６０ｋＤａ、約６０ｋＤ〜約６５ｋＤａ、約６５ｋＤ〜約７０ｋＤａ、約７５ｋＤ〜約８０ｋＤａ、約８０ｋＤ〜約８５ｋＤａ、約８５ｋＤ〜約９０ｋＤａ、約９０ｋＤ〜約９５ｋＤａ、約９５ｋＤ〜約１００ｋＤａ、約１００ｋＤ〜約１０５ｋＤａ、約１０５ｋＤ〜約１１０ｋＤａ、約１１０ｋＤ〜約１１５ｋＤａ、約１１５ｋＤ〜約１２０ｋＤａ、約１２０ｋＤ〜約１２５ｋＤａ、約１２５ｋＤ〜約１３０ｋＤａ、約１３０ｋＤ〜約１３５ｋＤａ、約１３５ｋＤ〜約１４０ｋＤａ、約１４０ｋＤ〜約１４５ｋＤａ、約１４５ｋＤ〜約１５０ｋＤａ、約１５０ｋＤ〜約１５５ｋＤａ、約１５５ｋＤ〜約１６０ｋＤａ、約１６０ｋＤ〜約１６５ｋＤａ、約１６５ｋＤ〜約１７０ｋＤａ、約１７０ｋＤ〜約１７５ｋＤａ、約１７５ｋＤ〜約１８０ｋＤａ、約１８０ｋＤ〜約１８５ｋＤａ、約１８５ｋＤ〜約１９０ｋＤａ、約１９０ｋＤ〜約１９５ｋＤ、または約１９５ｋＤ〜約２００ｋＤである。幾つかの実施形態では、タンパク質は、約１２〜１５ｋＤの分子量を有する、ナノボディまたは同様のサイズのタンパク質である。幾つかの実施形態では、タンパク質は、約５０ｋＤの分子量を有する、Ｆａｂなどの抗体断片または同様のサイズのタンパク質である。幾つかの実施形態では、タンパク質は、約２５ｋＤの分子量を有する、一本鎖可変断片（ｓｃＦｖ）または同様のサイズのタンパク質である。幾つかの実施形態では、タンパク質は、約９０ｋＤ〜１１０ｋＤの分子量を有する、受容体−Ｆｃ融合タンパク質または同様のサイズのタンパク質である。幾つかの実施形態では、タンパク質は、約１５０ｋＤ〜１６０ｋＤの分子量を有する、抗体または同様のサイズのタンパク質である。

幾つかの実施形態では、タンパク質は、ＶＥＧＦアンタゴニスト、例えば、トラップ分子であるアフリベルセプト、抗体であるラニビズマブ及びベバシズマブである。幾つかの実施形態では、生体分子はＰＤＧＦアンタゴニストであり、それは、例えば、小分子阻害剤、可溶性受容体、トラップ分子、もしくは他の融合タンパク質、抗ＰＤＧＦ抗体、ＲＮＡ、またはアプタマーであり得る。幾つかの実施形態では、生体分子はＡｎｇ２アンタゴニストであり、それは、例えば、小分子阻害剤、可溶性受容体、トラップ分子もしくは他の融合タンパク質、抗Ａｎｇ２抗体、ＲＮＡ、またはアプタマーであり得る。

幾つかの実施形態では、本主題の二相性医薬製剤中のタンパク質の総濃度は、約２５ｍｇ／ｍＬ〜１，４００ｍｇ／ｍＬ以上である。幾つかの実施形態では、乾燥タンパク質（例えば、凍結乾燥または噴霧乾燥したもの）がＰＥＧと組み合わされる。所与の容量内に収まることができるタンパク質の総量は、固体タンパク質の密度ならびに混合物中にタンパク質と共に含まれるＰＥＧ及び他の賦形剤の量に依存する。デバイス内の薬物の用量及び濃度に関して、米国特許出願第２０１３／０３２４９４２号が参照によって組み込まれる。デバイス内で利用可能な容量によって、デバイス内に入れることができるタンパク質濃度がある程度制限されることとなる。その上限は、タンパク質粉末の密度及びリザーバ容量内にどれだけ多く充填できるか（これはタンパク質製剤に依存することとなる）についての制限によって定義されることとなる。デバイスの容量、及びアフリベルセプトを含めたＶＥＧＦアンタゴニストなどのタンパク質含有量に関して、米国特許第８，６２３，３９５号が参照によって本明細書に組み込まれる。

幾つかの実施形態では、タンパク質の総濃度は、１，４００ｍｇ／ｍＬを超えてもよい。幾つかの実施形態では、タンパク質または他の生体分子の総濃度は、約２５ｍｇ／ｍＬ、約２６ｍｇ／ｍＬ、約２７ｍｇ／ｍＬ、約２８ｍｇ／ｍＬ、約２７ｍｇ／ｍＬ、約３０ｍｇ／ｍＬ、約３５ｍｇ／ｍＬ、４０ｍｇ／ｍＬ、約４５ｍｇ／ｍＬ、５０ｍｇ／ｍＬ、約５５ｍｇ／ｍＬ、約６０ｍｇ／ｍＬ、約６５ｍｇ／ｍＬ、７０ｍｇ／ｍＬ、約７５ｍｇ／ｍＬ、約８０ｍｇ／ｍＬ、約８５ｍｇ／ｍＬ、９０ｍｇ／ｍＬ、約９５ｍｇ／ｍＬ、１００ｍｇ／ｍＬ、１１０ｍｇ／ｍＬ、約１２０ｍｇ／ｍＬ、約１３０ｍｇ／ｍＬ、約１４０ｍｇ／ｍＬ、約１５０ｍｇ／ｍＬ、約１６０ｍｇ／ｍＬ、約１７０ｍｇ／ｍＬ、約１８０ｍｇ／ｍＬ、約１９０ｍｇ／ｍＬ、約２００ｍｇ／ｍＬ、約２１０ｍｇ／ｍＬ、約２２０ｍｇ／ｍＬ、約２３０ｍｇ／ｍＬ、約２４０ｍｇ／ｍＬ、約２５０ｍｇ／ｍＬ、約２６０ｍｇ／ｍＬ、約２７０ｍｇ／ｍＬ、約２８０ｍｇ／ｍＬ、約２９０ｍｇ／ｍＬ、約３００ｍｇ／ｍＬ、約３１０ｍｇ／ｍＬ、約３２０ｍｇ／ｍＬ、約３３０ｍｇ／ｍＬ、約３４０ｍｇ／ｍＬ、約３５０ｍｇ／ｍＬ、約３６０ｍｇ／ｍＬ、約３７０ｍｇ／ｍＬ、約３８０ｍｇ／ｍＬ、約３９０ｍｇ／ｍＬ、約４００ｍｇ／ｍＬ、約４１０ｍｇ／ｍＬ、約４２０ｍｇ／ｍＬ、約４３０ｍｇ／ｍＬ、約４４０ｍｇ／ｍＬ、約４５０ｍｇ／ｍＬ、約４６０ｍｇ／ｍＬ、約４７０ｍｇ／ｍＬ、約４８０ｍｇ／ｍＬ、約４９０ｍｇ／ｍＬ、約５００ｍｇ／ｍＬ、約５１０ｍｇ／ｍＬ、約５２０ｍｇ／ｍＬ、約５３０ｍｇ／ｍＬ、約５４０ｍｇ／ｍＬ、約５５０ｍｇ／ｍＬ、約５６０ｍｇ／ｍＬ、約５７０ｍｇ／ｍＬ、約５８０ｍｇ／ｍＬ、約５９０ｍｇ／ｍＬ、約６００ｍｇ／ｍＬ、約６１０ｍｇ／ｍＬ、約６２０ｍｇ／ｍＬ、約６３０ｍｇ／ｍＬ、約６４０ｍｇ／ｍＬ、約６５０ｍｇ／ｍＬ、約６６０ｍｇ／ｍＬ、約６７０ｍｇ／ｍＬ、約６８０ｍｇ／ｍＬ、約６９０ｍｇ／ｍＬ、約７００ｍｇ／ｍＬ、約７１０ｍｇ／ｍＬ、約７２０ｍｇ／ｍＬ、約７３０ｍｇ／ｍＬ、約７４０ｍｇ／ｍＬ、約７５０ｍｇ／ｍＬ、約７６０ｍｇ／ｍＬ、約７７０ｍｇ／ｍＬ、約７８０ｍｇ／ｍＬ、約７９０ｍｇ／ｍＬ、約８００ｍｇ／ｍＬ、約８１０ｍｇ／ｍＬ、約８２０ｍｇ／ｍＬ、約８３０ｍｇ／ｍＬ、約８４０ｍｇ／ｍＬ、約８５０ｍｇ／ｍＬ、約８６０ｍｇ／ｍＬ、約８７０ｍｇ／ｍＬ、約８８０ｍｇ／ｍＬ、約８９０ｍｇ／ｍＬ、約９００ｍｇ／ｍＬ、約９１０ｍｇ／ｍＬ、約９２０ｍｇ／ｍＬ、約９３０ｍｇ／ｍＬ、約９４０ｍｇ／ｍＬ、約９５０ｍｇ／ｍＬ、約９６０ｍｇ／ｍＬ、約９７０ｍｇ／ｍＬ、約９８０ｍｇ／ｍＬ、約９９０ｍｇ／ｍＬ、約１０００ｍｇ／ｍＬ、約１０２５ｍｇ／ｍＬ、約１０５０ｍｇ／ｍＬ、約１０７５ｍｇ／ｍＬ、約１１００ｍｇ／ｍＬ、約１１２５ｍｇ／ｍＬ、約１１５０ｍｇ／ｍＬ、約１１７５ｍｇ／ｍＬ、約１２００ｍｇ／ｍＬ、約１２２５ｍｇ／ｍＬ、約１２５０ｍｇ／ｍＬ、約１２７５ｍｇ／ｍＬ、約１３００ｍｇ／ｍＬ、約１３２５ｍｇ／ｍＬ、約１３５０ｍｇ／ｍＬ、約１３７５ｍｇ／ｍＬ、約１４００ｍｇ／ｍＬ、または約１４２５ｍｇ／ｍＬである。幾つかの実施形態では、総タンパク質濃度は、１４００ｍｇ／ｍＬ超である。

幾つかの実施形態では、本主題の二相性医薬製剤の可溶性相中のタンパク質の濃度は、約０．０５ｍｇ／ｍＬ〜約１００ｍｇ／ｍＬである。幾つかの実施形態では、可溶性相中のタンパク質または他の生体分子の濃度は、約０．０５ｍｇ／ｍＬ、約０．０６ｍｇ／ｍＬ、約０．０７ｍｇ／ｍＬ、約０．０８ｍｇ／ｍＬ、約０．０９ｍｇ／ｍＬ、約０．１ｍｇ／ｍＬ、約０．５ｍｇ／ｍＬ、約１ｍｇ／ｍＬ、約１．５ｍｇ／ｍＬ、約２ｍｇ／ｍＬ、約２．５ｍｇ／ｍＬ、約３ｍｇ／ｍＬ、約３．５ｍｇ／ｍＬ、約４ｍｇ／ｍＬ、約４．５ｍｇ／ｍＬ、約５ｍｇ／ｍＬ、約５．５ｍｇ／ｍＬ、約６ｍｇ／ｍＬ、約６．５ｍｇ／ｍＬ、約７ｍｇ／ｍＬ、約７．５ｍｇ／ｍＬ、約８ｍｇ／ｍＬ、約８．５ｍｇ／ｍＬ、約９ｍｇ／ｍＬ、約９．５ｍｇ／ｍＬ、約１０ｍｇ／ｍＬ、約１１ｍｇ／ｍＬ、約１２ｍｇ／ｍＬ、約１３ｍｇ／ｍＬ、約１４ｍｇ／ｍＬ、約１５ｍｇ／ｍＬ、約１６ｍｇ／ｍＬ、約１７ｍｇ／ｍＬ、約１８ｍｇ／ｍＬ、約１９ｍｇ／ｍＬ、約２０ｍｇ／ｍＬ、約２１ｍｇ／ｍＬ、約２２ｍｇ／ｍＬ、約２３ｍｇ／ｍＬ、約２４ｍｇ／ｍＬ、約２５ｍｇ／ｍＬ、約２６ｍｇ／ｍＬ、約２７ｍｇ／ｍＬ、約２８ｍｇ／ｍＬ、約２９ｍｇ／ｍＬ、約３０ｍｇ／ｍＬ、約３１ｍｇ／ｍＬ、約３２ｍｇ／ｍＬ、約３３ｍｇ／ｍＬ、約３４ｍｇ／ｍＬ、約３５ｍｇ／ｍＬ、約３６ｍｇ／ｍＬ、約３７ｍｇ／ｍＬ、約３８ｍｇ／ｍＬ、約３９ｍｇ／ｍＬ、約４０ｍｇ／ｍＬ、約４１ｍｇ／ｍＬ、約４２ｍｇ／ｍＬ、約４３ｍｇ／ｍＬ、約４４ｍｇ／ｍＬ、約４５ｍｇ／ｍＬ、約４６ｍｇ／ｍＬ、約４７ｍｇ／ｍＬ、約４８ｍｇ／ｍＬ、約４９ｍｇ／ｍＬ、約５０ｍｇ／ｍＬ、約５１ｍｇ／ｍＬ、約５２ｍｇ／ｍＬ、約５３ｍｇ／ｍＬ、約５４ｍｇ／ｍＬ、約５５ｍｇ／ｍＬ、約５６ｍｇ／ｍＬ、約５７ｍｇ／ｍＬ、約５８ｍｇ／ｍＬ、約５９ｍｇ／ｍＬ、約６０ｍｇ／ｍＬ、約６１ｍｇ／ｍＬ、約６２ｍｇ／ｍＬ、約６３ｍｇ／ｍＬ、約６４ｍｇ／ｍＬ、約６５ｍｇ／ｍＬ、約６６ｍｇ／ｍＬ、約６７ｍｇ／ｍＬ、約６８ｍｇ／ｍＬ、約６９ｍｇ／ｍＬ、約７０ｍｇ／ｍＬ、約７１ｍｇ／ｍＬ、約７２ｍｇ／ｍＬ、約７３ｍｇ／ｍＬ、約７４ｍｇ／ｍＬ、約７５ｍｇ／ｍＬ、約７６ｍｇ／ｍＬ、約７７ｍｇ／ｍＬ、約７８ｍｇ／ｍＬ、約７９ｍｇ／ｍＬ、約８０ｍｇ／ｍＬ、約８１ｍｇ／ｍＬ、約８２ｍｇ／ｍＬ、約８３ｍｇ／ｍＬ、約８４ｍｇ／ｍＬ、約８５ｍｇ／ｍＬ、約８６ｍｇ／ｍＬ、約８７ｍｇ／ｍＬ、約８８ｍｇ／ｍＬ、約８９ｍｇ／ｍＬ、約９０ｍｇ／ｍＬ、約９１ｍｇ／ｍＬ、約９２ｍｇ／ｍＬ、約９３ｍｇ／ｍＬ、約９４ｍｇ／ｍＬ、約９５ｍｇ／ｍＬ、約９６ｍｇ／ｍＬ、約９７ｍｇ／ｍＬ、約９８ｍｇ／ｍＬ、約９９ｍｇ／ｍＬ、または約１００ｍｇ／ｍＬである。幾つかの実施形態では、可溶性相中のタンパク質または他の生体分子は、１００ｍｇ／ｍＬ超であり得る。

二相性製剤の幾つかの実施形態では、二相性製剤中のタンパク質の総量（可溶性相と不溶性相の両方）に対する可溶性相中のタンパク質の割合は、５０％未満である。幾つかの実施形態では、二相性製剤中のタンパク質の総量に対する可溶性相中のタンパク質の割合は、約５０％、約４９％、約４８％、約４７％、約４６％、約４５％、約４４％、約４３％、約４２％、約４１％、約４０％、約３９％、約３８％、約３７％、約３６％、約３５％、約３４％、約３３％、約３２％、約３１％、約３０％、約２９％、約２８％、約２７％、約２６％、約２５％、約２４％、約２３％、約２２％、約２１％、約２０％、約１９％、約１８％、約１７％、約１６％、約１５％、約１４％、約１３％、約１２％、約１１％、約１０％、約９％、約８％、約７％、約６％、約５％、約４％、約３％、約２％、約１％、約０．１％〜約１％、または０．１％未満である。

幾つかの実施形態では、ＰＥＧは、組成物中に約２５ｍｇ／ｍＬ〜約１５０ｍｇ／ｍＬの濃度で存在する。幾つかの実施形態では、組成物中のＰＥＧの濃度は、約２５ｍｇ／ｍＬ、約３０ｍｇ／ｍＬ、約３５ｍｇ／ｍＬ、約４０ｍｇ／ｍＬ、約４５ｍｇ／ｍＬ、約５０ｍｇ／ｍＬ、約６０ｍｇ／ｍＬ、約６５ｍｇ／ｍＬ、約７０ｍｇ／ｍＬ、約７５ｍｇ／ｍＬ、約８０ｍｇ／ｍＬ、約８５ｍｇ／ｍＬ、約９０ｍｇ／ｍＬ、約９５ｍｇ／ｍＬ、約１００ｍｇ／ｍＬ、約１０５ｍｇ／ｍＬ、約１１０ｍｇ／ｍＬ、約１１５ｍｇ／ｍＬ、約１２０ｍｇ／ｍＬ、約１２５ｍｇ／ｍＬ、約１３０ｍｇ／ｍＬ、約１３５ｍｇ／ｍＬ、約１４０ｍｇ／ｍＬ、約１４５ｍｇ／ｍＬ、または約１５０ｍｇ／ｍＬである。

幾つかの実施形態では、スクロースが、本主題の二相製剤中に約０．５％（ｗ／ｖ）〜約２５％（ｗ／ｖ）の濃度で含まれる。一実施形態では、スクロースは、本主題の二相製剤中に、約０．５％（ｗ／ｖ）、約１％（ｗ／ｖ）、約１．５％（ｗ／ｖ）、約２％（ｗ／ｖ）、約２．５％（ｗ／ｖ）、約３％（ｗ／ｖ）、約３．５％（ｗ／ｖ）、約４％（ｗ／ｖ）、約４．５％（ｗ／ｖ）、約５％（ｗ／ｖ）、約６％（ｗ／ｖ）、約７％（ｗ／ｖ）、約８％（ｗ／ｖ）、約９％（ｗ／ｖ）、約１０％（ｗ／ｖ）、約１１％（ｗ／ｖ）、約１２％（ｗ／ｖ）、約１３％（ｗ／ｖ）、約１４％（ｗ／ｖ）、約１５％（ｗ／ｖ）、約１６％（ｗ／ｖ）、約１７％（ｗ／ｖ）、約１８％（ｗ／ｖ）、約１９％（ｗ／ｖ）、約２０％（ｗ／ｖ）、約２１％（ｗ／ｖ）、約２２％（ｗ／ｖ）、約２３％（ｗ／ｖ）、約２４％（ｗ／ｖ）、または約２５％（ｗ／ｖ）の濃度で含まれる。

別の態様では、本発明は、生理的温度で長期間にわたって安定した状態を保つ薬物を長期送達するための薬物送達デバイスを提供する。本主題の薬物送達デバイスは、本主題の安定な二相性医薬製剤、該安定な二相性医薬製剤を含有するリザーバチャンバ、該リザーバチャンバを包含する筐体、及び可溶性相タンパク質がより低い濃度のタンパク質を有する環境にアクセスすることを可能にする、該筐体内の半透膜または他の多孔質構造体を含有する。

一実施形態では、本主題の薬物送達デバイスの容量は、約５μｌ〜約５０μｌ、約１０μｌ〜約２５μｌ、約５μｌ、約６μｌ、約７μｌ、約８μｌ、約９μｌ、約１０μｌ、約１１μｌ、約１２μｌ、約１３μｌ、約１４μｌ、約１５μｌ、約１６μｌ、約１７μｌ、約１８μｌ、約１９μｌ、約２０μｌ、約２１μｌ、約２２μｌ、約２３μｌ、約２４μｌ、約２５μｌ、約２６μｌ、約２７μｌ、約２８μｌ、約２９μｌ、約３０μｌ、約３１μｌ、約３２μｌ、約３３μｌ、約３４μｌ、約３５μｌ、約３６μｌ、約３７μｌ、約３８μｌ、約３９μｌ、約４０μｌ、約４１μｌ、約４２μｌ、約４３μｌ、約４４μｌ、約４５μｌ、約４６μｌ、約４７μｌ、約４８μｌ、約４９μｌ、または約５０μｌである。

一実施形態では、本主題のリザーバチャンバは、約０．１ｍｇ〜約１０ｍｇの本主題のタンパク質を含有する。幾つかの実施形態では、リザーバチャンバは、タンパク質の総量を、約０．１ｍｇ、約０．２ｍｇ、約０．３ｍｇ、約０．４ｍｇ、約０．５ｍｇ、約０．６ｍｇ、約０．７ｍｇ、約０．８ｍｇ、約０．９ｍｇ、約１ｍｇ、約２ｍｇ、約３ｍｇ、約４ｍｇ、約５ｍｇ、約６ｍｇ、約７ｍｇ、約８ｍｇ、約９ｍｇ、または約１０ｍｇで含有する。

幾つかの実施形態では、本主題のリザーバチャンバは、デバイスを眼の硝子体、または他の遠近調節組織中に挿入できるサイズを有する。

幾つかの実施形態では、本主題のリザーバチャンバは、デバイスを患者内で皮下に配置できるサイズを有する。

一実施形態では、本主題の薬物送達デバイスの容量は、約２５μｌ〜約１５０μｌ、約２５μｌ、約３０μｌ、約３５μｌ、約４０μｌ、約４５μｌ、約５０μｌ、約５５μｌ、約６０μｌ、約６５μｌ、約７０μｌ、約７５μｌ、約８０μｌ、約８５μｌ、約９０μｌ、約９５μｌ、約１００μｌ、約１０５μｌ、約１１０μｌ、約１１５μｌ、約１２０μｌ、約１２５μｌ、約１３０μｌ、約１３５μｌ、約１４０μｌ、約１４５μｌ、または約１５０μｌである。

一実施形態では、本主題のリザーバチャンバは、約２５ｍｇ〜約１８０ｍｇの本主題のタンパク質を含有する。幾つかの実施形態では、リザーバチャンバは、タンパク質の総量を、約２５ｍｇ、約３０ｍｇ、約３５ｍｇ、約４０ｍｇ、約４５ｍｇ、約５０ｍｇ、約５５ｍｇ、約６０ｍｇ、約６５ｍｇ、約７０ｍｇ、約７５ｍｇ、約８０ｍｇ、約８５ｍｇ、約９０ｍｇ、約９５ｍｇ、約１００ｍｇ、約１０５ｍｇ、約１１０ｍｇ、約１１５ｍｇ、約１２０ｍｇ、約１２５ｍｇ、約１３０ｍｇ、約１３５ｍｇ、約１４０ｍｇ、約１４５ｍｇ、約１５０ｍｇ、約１５５ｍｇ、約１６０ｍｇ、約１６５ｍｇ、約１７０ｍｇ、約１７５ｍｇ、または約１８０ｍｇで含有する。

本発明を、以下の実施例によって例示する。本発明は、これらの実施例の特定の詳細に限定されるものではない。

実施例１：タンパク質とＰＥＧとの（二相性）混合物における、タンパク質の放出及び安定性
３７℃で３か月より長く安定した状態を保つ１００ｍｇ／ｍｌ〜３００ｍｇ／ｍｌのタンパク質を含有するアフリベルセプト製剤を開発した。様々な水溶液中総濃度のアフリベルセプトタンパク質を、様々な溶液中濃度の１モル当たり３，３５０グラムの分子量を有するポリエチレングリコール（ＰＥＧ３３５０）と組み合わせた。一実験では、５ｍｇ／ｍｌ〜５０ｍｇ／ｍＬのアフリベルセプトを４５ｍｇ／ｍｌ〜１５０ｍｇ／ｍｌのＰＥＧ３３５０と組み合わせた。液体アフリベルセプトの組み合わせの溶解性（黒塗りの丸）をＰＥＧ３３５０の濃度に対してプロットした（図１０）。液体アフリベルセプトの対数溶解性をＰＥＧ３３５０の濃度に対してプロットした（黒塗りの菱形、図１１）。すべての濃度のアフリベルセプトから、図１０に表したのと実質的に同じ溶解性曲線が生成された。

別の実験では、凍結乾燥したアフリベルセプトを乾燥ＰＥＧ３３５０（スクロースが共に含まれる）と組み合わせ、次いで実験用のＰＥＧ３３５０濃度に達するように再構成した。結果を図１０（白抜きの丸）及び図１１（黒塗りの四角）に示す。それによって、ＰＥＧの濃度が増加するとアフリベルセプトの溶解性が低減することが示される。再構成した固体タンパク質（図１１の黒塗りの四角）と最初の液体タンパク質（図１１の黒塗りの菱形）との間の傾き（すなわち、溶解性）の相違は、スクロース含有量の相違が原因であり、固体または液体としての出発タンパク質の物理的状態が原因ではないと思われる。固体アフリベルセプトはスクロースを含んでいたのに対して、液体アフリベルセプトは含んでいなかった。３０ｍｇ／ｍｌのＰＥＧ３３５０では、アフリベルセプトの溶解性は影響されない（例えば、影響されるのは少なくとも４５ｍｇ／ｍｌである）。可溶性アフリベルセプトの濃度、ならびに総アフリベルセプトのうちその元の立体構造を保持する割合も決定した。超高速サイズ排除クロマトグラフィ（ＵＰ−ＳＥＣ）によって決定すると、アフリベルセプト純度は、３０〜１５０ｍｇ／ｍｌのＰＥＧ３３５０を有するすべての溶液（液体及び固体を再構成したもの）において、９５％超のままであった。

沈殿した（液体製剤実験）または溶液から除かれた（再構成実験）アフリベルセプトが、その後可溶化できるか及び元の立体構造を保持できるかを試験するために、アフリベルセプト／ＰＥＧ混合物を、１５０ｍｇ／ｍｌＰＥＧから３０ｍｇ／ｍｌＰＥＧ（これは、アフリベルセプトの溶解性を制限しないように予め決定されている）まで希釈した。ここでは、実質的にアフリベルセプトのすべてが回収され、９８％超が元の立体構造を有していた（表２）。

実施例２：放出制御リザーバデバイス
タンパク質を放出制御するためのリザーバデバイスを、透過性薄膜ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）から製造した。デバイスの筐体は、抗体または受容体−Ｆｃ融合二量体を透過させない非多孔質ＰＣＬ、及びナノチャネルまたはミクロ細孔のいずれかを含む多孔質膜ＰＣＬの条片を含有していた。多孔質膜は、型取りしてチャネルを形成することによって、またはＰＥＧをポロゲンとして使用して蛇行する細孔を形成することによって製作した。

膜に細孔を製造する方法は、Ｂｅｒｎａｒｄｓ ｅｔ ａｌ，“Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｐｏｌｙｍｅｒ ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ ｃｏｎｓｔａｎｔ−ｒａｔｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｄｅｌｉｖｅｒｙ，”１２ ＮａｎｏＬｅｔｔ ５３５５−６１（２０１２）；Ｈｅ ｅｔ ａｌ，“Ｕｓｅ ｏｆ ａ ｎａｎｏｐｏｒｏｕｓ ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ｄｅｖｉｃｅ ｔｏ ｒｅｇｕｌａｔｅ ｃｙｔｏｋｉｎｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｆｏｒ ｃａｎｃｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，”１５１（３） Ｊ．Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｅｌｅａｓｅ ２３９−４５（２０１１）；Ｇｉｎ ａｎｄ Ｎｏｂｌｅ，“Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｔｈｅ Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ，”３３２ Ｓｃｉｅｎｃｅ ６７４−６７６（２０１１）；Ｗｉｒｔｚ ｅｔ ａｌ，“Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｅｍｐｌａｔｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｇｏｌｄ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ，”１（３，４） Ｉｎｔ．Ｊ．Ｎａｎｏｓｃｉｅｎｃｅ ２５５ （２００２）；及びＬｉ ｅｔ ａｌ，“Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｉｔｏｓａｎ ｎａｎｏｐｏｒｅｓ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｏｆ ｄｒｕｇｓ，”４２０（２） Ｉｎｔ．Ｊ．Ｐｈａｒｍ．３７１−７（２０１１）に記載されている。

ナノチャネル多孔質ＰＣＬ膜（「ナノＰＣＬ」）は、直径およそ２０ｎｍの細孔を含んでおり、それを約５００ｎｍの厚さにキャストした。ナノＰＣＬ膜を、構造的完全性のためにミクロ多孔質のバッキング層に施した。このミクロ多孔質膜（「ｍｐＰＣＬ」）は、１ミクロン未満と推定される連通孔径を有する、断面直径約１〜２ミクロンの細孔を含有していた。Ｂｅｒｎａｒｄｓ，２０１２を参照されたい。

ｍｐＰＣＬ薄膜のリザーバデバイスを、非多孔質ＰＣＬフィルム及び多孔質ＰＣＬフィルムを両方キャストすることによって製作した。次いで多孔質フィルムの２つの部分の間に多孔質フィルムの条片を、接合部をヒートシールすることによって接合した。得られた複合フィルム（すなわち、多孔質条片を含有する非多孔質フィルム）を棒状の型を使用して巻いて円柱（チューブ）にし、一端をヒートシールし、他端を開いたままとした。原薬（後述）を開口端部内に装填し、次いで開口端部をヒートシールした。ＰＣＬ膜は、ポリジメチルシロキサンの内部または間に包埋された、電源によって制御される電熱式のニクロム線を使用してヒートシールした。

一デバイスでは、３〜４ｍｇのアフリベルセプトタンパク質を、直径約１〜１．５ｍｍ、及び長さ約８〜１０ｍｍを有するＰＣＬチューブ内に装填した。

デバイスからのタンパク質の放出速度に影響するパラメータを試験した。これらのパラメータには、膜設計（すなわち、ナノＰＣＬ対ｍｐＰＣＬ）、膜厚（２８μｍ、６３μｍ、及び１０６μｍ）、及び多孔質表面積（２３ｍｍ^２対６０ｍｍ^２）が含まれる。５０日間にわたる放出速度は、ｍｐＰＣＬ設計の方がナノＰＣＬ設計と比較しておよそ一桁速かった。多孔質「窓」の表面積も、放出速度に大幅に影響した。６０ｍｍ^２の面積の多孔質構造体を有し、３ｍｇのアフリベルセプトを装填したデバイスは、１日当たり約１０５μｇのアフリベルセプトを放出した。２３ｍｍ^２の面積の多孔質構造体を有し、３ｍｇのアフリベルセプトを装填したデバイスは、１日当たり約４２μｇのアフリベルセプトを放出した。

窓の表面積は放出速度に影響したが、膜厚は影響しなかった。よって、多孔質構造体の表面積を変化させることによって、デバイスのサイズとは無関係にタンパク質の放出速度を制御することができる。この実施例では、アフリベルセプトの溶解性を１０ｍｇ／ｍＬに制限してリザーバ濃度を一定に保ち、それにより、多孔質の面積を操作することによってタンパク質の放出速度を制御できるようにした。

実施例３：リザーバデバイスからのタンパク質の放出
ＰＣＬリザーバデバイスからのタンパク質の放出速度は、可溶性タンパク質の濃度及び多孔質構造体の表面積に依存した。ＰＥＧ３３５０／アフリベルセプトの二相の組み合わせを装填したＰＣＬデバイスを水性環境に曝露した。デバイスから放出されるアフリベルセプトを経時的に測定した。

一実験では、可溶性相中のアフリベルセプトの濃度を、ＰＥＧ３３５０の濃度に応じて約５ｍｇ／ｍｌから約４５ｍｇ／ｍｌに変化させた。多孔質構造体の表面積は、約２３ｍｍ^２に一定に保った。ここでは、アフリベルセプトの可溶性相の濃度が約６ｍｇ／ｍｌであったとき、放出速度は約０．３２μｇ／日−ｍｍ^２であった。アフリベルセプトの可溶性相の濃度が約４６ｍｇ／ｍｌであったとき、放出速度は約３．３μｇ／日−ｍｍ^２であった（図１２）。

別の実験では、ＰＥＧ３３５０の濃度を７０ｍｇ／ｍｌにして可溶性相のアフリベルセプトの濃度を約７ｍｇ／ｍｌに一定に保ち、多孔質構造体の表面積を約１３ｍｍ^２から約４５ｍｍ^２に変化させた。ここでは、多孔質窓の表面積が約１３ｍｍ^２であったとき、タンパク質は１ｍｇ／ｍｌ当たり約０．４９μｇ／日の速度で放出された。多孔質窓の表面積が約４５ｍｍ^２であったとき、タンパク質は１ｍｇ／ｍｌ当たり約４．９μｇ／日の速度で放出された（図１３）。

ＰＣＬデバイス内の二相性アフリベルセプト混合物からの可溶性アフリベルセプトの安定性及び放出速度を、緩衝された生理的に等張な溶液中３７℃で、ある期間にわたって評価した。ＰＣＬデバイスの多孔質構造体面積は、約３０〜４５ｍｍ^２であった。各デバイスに約２．７ｍｇ〜３．７ｍｇのアフリベルセプトを装填した。一実験では、ＰＥＧ３３５０の濃度は約１００ｍｇ／ｍｌであり、可溶性相のアフリベルセプトの濃度は約２ｍｇ／ｍｌであった（図１４Ａ）。

別の実験では、ＰＥＧ３３５０の濃度は約７０ｍｇ／ｍｌであり、可溶性相のアフリベルセプトの濃度は約７ｍｇ／ｍｌであった（図１４Ｂ）。モデル生理的条件下で３５日後に、７０ｍｇ／ｍｌのＰＥＧ及び１００ｍｇ／ｍｌのＰＥＧのリザーバでの放出速度の間に顕著な差は観察されなかった。平均放出速度は、両方の一連の実験にわたって約４０μｇ／日±１０μｇ／日であった（図１５Ａ及び１５Ｂ）。

別の実験では、ＰＥＧ３３５０の濃度は８０ｍｇ／ｍＬ±２０ｍｇ／ｍＬであり、アフリベルセプトの総濃度（可溶性＋不溶性）は約６０ｍｇ／ｍＬ〜約２１０ｍｇ／ｍＬであった。デバイスからの可溶性アフリベルセプトの放出速度は、１日当たり約０．０３ｍｇ〜約０．０５５ｍｇの範囲であった（表３）。デバイスから放出された可溶性アフリベルセプトの経時的な安定性を、それぞれの時点の試料に残存するアフリベルセプトモノマーの相対量を定量化することによって評価した。モノマーのアフリベルセプトの相対量を、図１５において純度パーセント（％）として示す。モノマーを高速サイズ排除クロマトグラフィによって定量化した。ＰＥＧ３３５０（８０ｍｇ／ｍＬ±２０ｍｇ／ｍＬ）を含有するデバイスから放出されたアフリベルセプトの純度パーセントを、スクロースのみを含有し、ＰＥＧを含まないデバイスから放出されたアフリベルセプトの純度パーセントと比較した。６１日目にデバイスから放出されたアフリベルセプトのおよそ８５％が、モノマーのままであった。その結果を図１５に示す。

実施例４：二相性製剤を含有するナノ／ミクロ多孔質デバイス
１枚のミクロ多孔質またはナノ多孔質のＰＣＬフィルムを、ヒートシールを使用して２枚の非多孔質ＰＣＬフィルムの間に接合した。ヒートシールは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）の２枚の平板の間に包埋したニッケルクロム線の上でフィルムを位置合わせすることによって行った。この線は、線に電流を通すことによって加熱した。次いでフィルムを、目的のデバイスの寸法に基づいて選択された直径を有する円柱形の型の周りに巻きつけた。フィルムを、次いで円柱の縦軸に沿って及び円柱の一端をヒートシールして、開放された一端を有する中空の円柱を作成した。凍結乾燥したタンパク質を円柱形のペレットに圧縮し、開口端部を通してリザーバ内に装填した。ＰＥＧ３３５０を同様にペレットにし、円柱の開口端部を通して装填した。

それぞれの装填ステップの前後に、デバイスを計量して、装填した質量を決定した。次いで、同じヒートシール方法を使用して、開口端部に沿ってデバイスをシールした。ＰＥＧ３３５０の装填量を、装填した質量及び水和量に基づいて算出し、水和量は水和前後のデバイスの重量の差を算出することによって求めた。

装填したデバイスを、ｐＨ７．２の平衡塩類溶液様（ＢＳＳ様）中３７℃でインキュベートした。それぞれの時点で、デバイスをＢＳＳ様媒体から取り出し、次いで新たな一定分量のＢＳＳ様媒体に入れ、インキュベーションに戻した。デバイスを取り出した放出媒体は、解析のために保持した。それぞれの時点で、試料をＵＰ−ＳＥＣによって解析して、タンパク質放出の量及びタンパク質の純度％を定量化した。放出されたタンパク質の純度％を図１５に示す。タンパク質放出の速度は、可溶性タンパク質の濃度と直接相関した（図１２）。

ＰＥＧの濃度が増加するとタンパク質の溶解性が減少し、約０．０５ｍｇ／ｍＬである最小可溶性濃度になるまでタンパク質の安定性は増大した。ＰＥＧは、デバイスリザーバ内のタンパク質の溶解性を制限することによって拡散の推進力を制限した。すなわち、リザーバ内の可溶性相のタンパク質濃度を下げると、生理的環境と製剤との間のタンパク質濃度の差が減少し、デバイスリザーバからのタンパク質放出の速度が低減した。ＰＥＧはまた、溶解性を制限することによって、残存するタンパク質の総量がタンパク質の溶解性の限界未満になるまで、デバイスリザーバ内で一定のタンパク質濃度を維持した。

実施例５：インビボでの受容体−Ｆｃ融合タンパク質の放出
ＰＥＧ及びおよそ１．６ミリグラムの二相性アフリベルセプトを装填したミクロ多孔質ＰＣＬデバイスを、アフリカミドリザルの硝子体内に埋め込んだ（第２群）。対照のサルは、アフリベルセプトを含有していないミクロ多孔質ＰＣＬデバイスを受容した（第１群）。埋め込みから様々な日数の後に、対照群（第１群）及び実験群（第２群）から組織試料を採取した。各試料中のアフリベルセプトの量を、ＶＥＧＦを捕捉分子として用いるＥＬＩＳＡを使用して決定した。

薬物を含まないデバイスを受容した動物から採取した血漿試料中（第１群）、またはその後アフリベルセプトを装填したデバイスを受容した動物からのベースライン血漿試料中（第２群）には、遊離または結合したアフリベルセプトは検出されなかった。第２群の動物から採取した少なくとも１つの血漿試料中に、遊離アフリベルセプトが検出された。第２群の４匹の動物のうち３匹から採取された血漿試料中に、結合したアフリベルセプトが検出されたことから、活性タンパク質がデバイスから放出されたこと、及び標的組織中の内在性ＶＥＧＦと結合可能であったことが示される。

第２群の４匹の動物すべてから採取された房水試料に、遊離アフリベルセプトが検出された。第２群の動物のうち少なくとも１匹の硝子体内に、結合したアフリベルセプトが検出され、第２群の動物のうち少なくとも１匹の脈絡膜及び網膜試料中に、遊離アフリベルセプトが検出された。第１群の動物から採取された房水、脈絡膜、網膜、または硝子体試料には遊離アフリベルセプトは検出されなかった。

これらの結果から、アフリベルセプトはインビボで眼内に放出され、二相性アフリベルセプトを充填したミクロ多孔質デバイスから標的環境に移動することが示される。

Claims (31)

1. ａ．少なくとも２５ｍｇ／ｍＬのポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、
   ｂ．少なくとも１００ｍｇ／ｍＬのタンパク質、
   ｃ．前記タンパク質の５０％未満を含む、可溶性相、及び
   ｄ．前記ＰＥＧによって前記可溶性相から除かれた前記タンパク質を含む、不溶性相
   を含む、二相性医薬製剤であって、
   前記タンパク質が、生理的温度で少なくとも３０日間安定であり、
   前記可溶性相が、半透膜を通してより低い濃度の前記タンパク質を有する環境にアクセスできる、
   前記二相性医薬製剤。
2. 前記タンパク質が、１００ｍｇ／ｍＬ〜１４００ｍｇ／ｍＬのタンパク質である、請求項１に記載の二相性医薬製剤。
3. ＰＥＧの濃度が、２５ｍｇ／ｍＬ〜１５０ｍｇ／ｍＬである、請求項１または２に記載の二相性医薬組成物。
4. 前記タンパク質の濃度が、１００ｍｇ／ｍＬ〜５００ｍｇ／ｍＬである、請求項１または２に記載の二相性医薬組成物。
5. 前記可溶性相が、約０．０５ｍｇ／ｍＬ〜約５０ｍｇ／ｍＬの前記タンパク質を含む、請求項１または２に記載の二相性医薬組成物。
6. 前記タンパク質が、約２５ｋＤ〜約１６０ｋＤの分子量を有する、請求項１または２に記載の二相性医薬組成物。
7. 前記タンパク質が、受容体−Ｆｃ融合タンパク質、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、Ｆａｂ断片、一本鎖可変断片（ｓｃＦｖ）、及びナノボディからなる群より選択される、請求項１または２に記載の二相性医薬組成物。
8. 前記可溶性相中の前記タンパク質が、生理的温度で少なくとも６０日間安定である、請求項１または２に記載の二相性医薬組成物。
9. サイズ排除クロマトグラフィによって決定すると、生理的温度で６０日目に前記可溶性相中の前記タンパク質の少なくとも約８５％が元の分子量を有する、請求項１または２に記載の二相性医薬組成物。
10. 前記可溶性相中の前記タンパク質が、ＰＥＧを有さないかまたは閉鎖二相系内の、同等濃度の可溶性タンパク質より安定である、請求項１または２に記載の二相性医薬組成物。
11. 多孔質構造体を有するリザーバデバイス内に含有される、請求項１または２に記載の二相性医薬組成物。
12. 前記リザーバデバイスが、約５μｌ〜約２５μｌの容量を有する、請求項１１に記載の二相性医薬組成物。
13. 前記リザーバデバイスが、約０．１ｍｇ〜約５ｍｇの前記タンパク質を含有する、請求項１２に記載の二相性医薬組成物。
14. 前記リザーバデバイスが、約２５μｌ〜約１５０μｌの容量を有する、請求項１１に記載の二相性医薬組成物。
15. 前記リザーバデバイスが、約５ｍｇ〜約１８０ｍｇの前記タンパク質を含有する、請求項１４に記載の二相性医薬組成物。
16. 前記環境が生理的環境である、請求項１または２に記載の二相性医薬組成物。
17. ａ．ｉ．少なくとも２５ｍｇ／ｍＬのポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、
    ｉｉ．１００ｍｇ／ｍＬ〜１４００ｍｇ／ｍＬのタンパク質、
    ｉｉｉ．前記タンパク質の５０％未満を含む、可溶性相、及び
    ｉｖ．前記可溶性相の中にない前記タンパク質を含む、不溶性相
    を含む、安定な二相性医薬製剤、
    ｂ．前記安定な二相性医薬製剤を含有する、リザーバチャンバ、
    ｃ．前記リザーバチャンバを包含する、筐体、ならびに
    ｄ．前記可溶性相がより低い濃度の前記タンパク質を有する環境にアクセスすることを可能にする、前記筐体内の多孔質構造体
    を含む、生理的温度で長期間にわたって安定した状態を保つ薬物を長期送達するための薬物送達デバイスであって、
    前記可溶性相中の前記タンパク質が、生理的温度で少なくとも３０日間安定である、
    前記薬物送達デバイス。
18. 前記筐体がポリマーを含む、請求項１７に記載の薬物送達デバイス。
19. 前記多孔質構造体が、１つまたは複数のミクロ細孔またはナノ細孔を含む、請求項１７または１８に記載の薬物送達デバイス。
20. 約１０μｌ〜約２５μｌの容量を有する、請求項１７に記載の薬物送達デバイス。
21. 前記リザーバチャンバが、約０．１ｍｇ〜約５ｍｇの前記タンパク質を含有する、請求項２０に記載の薬物送達デバイス。
22. 前記リザーバデバイスが、約２５μｌ〜約１５０μｌの容量を有する、請求項１７に記載の薬物送達デバイス。
23. 前記リザーバデバイスが、約５ｍｇ〜約１８０ｍｇの前記タンパク質を含有する、請求項２２に記載の薬物送達デバイス。
24. 二相性混合物を形成するために、医薬用タンパク質とポリエチレングリコール（ＰＥＧ）とを、前記タンパク質の最終濃度が少なくとも１００ｍｇ／ｍＬ、かつ前記ＰＥＧの最終濃度が少なくとも２５ｍｇ／ｍＬになるように組み合わせることを含む、医薬用タンパク質の持続放出をもたらす方法であって、
    前記タンパク質が、前記二相性混合物中に可溶性形態及び不溶性形態で存在し、
    前記タンパク質の５０％以下が可溶性形態である、
    前記方法。
25. 前記タンパク質が、約２５ｋＤ〜約１６０ｋＤの分子量を有する、請求項２４に記載の方法。
26. 前記タンパク質が、受容体−Ｆｃ融合タンパク質、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、Ｆａｂ断片、一本鎖可変断片（ｓｃＦｖ）、及びナノボディからなる群より選択される、請求項２５に記載の方法。
27. ０．０５ｍｇ／ｍＬ〜５０ｍｇ／ｍＬの前記タンパク質が可溶性形態である、請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の方法。
28. 前記ＰＥＧの前記最終濃度が、約３０ｍｇ／ｍＬ、約６５ｍｇ／ｍＬ、約８０ｍｇ／ｍＬ、または約１５０ｍｇ／ｍＬである、請求項２４に記載の方法。
29. ａ．タンパク質溶解性を５０ｍｇ／ｍｌ未満かつ０．５ｍｇ／ｍｌ超に制限する濃度のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、
    ｂ．少なくとも１００〜１４００ｍｇ／ｍＬのタンパク質、
    ｃ．前記タンパク質の７０％未満を含む、可溶性相、及び
    ｄ．前記可溶性相の中にない前記タンパク質を含む、不溶性相
    を含む、二相性医薬製剤であって、
    前記タンパク質が、前記二相性製剤から放出される際に生理的温度で少なくとも３０日間安定であり、
    可溶性タンパク質が、半透膜を通して拡散することができる、
    前記二相性医薬製剤。
30. 前記ＰＥＧが、完全に可溶性であり、可溶性相にのみ存在し、かつ前記不溶性相中の前記タンパク質より低い濃度で前記可溶性相中に存在する、請求項２９に記載の製剤。
31. ａ．少なくとも２５ｍｇ／ｍＬのポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、
    ｂ．少なくとも１００ｍｇ／ｍＬの構成成分薬物、
    ｃ．５０ｍｇ／ｍＬ未満の前記構成成分薬物を含む、可溶性相、及び
    ｄ．前記可溶性相の中にない前記構成成分薬物を含む、不溶性相
    を含む、前記構成成分薬物を必要とする患者の治療に使用するための二相性医薬製剤であって、
    前記構成成分薬物がタンパク質であり、前記可溶性相が生理温度で少なくとも３０日間安定であり、前記可溶性相が、多孔質構造体を通して、より低い濃度の前記タンパク質を有する前記患者内の環境にアクセスできる、
    前記二相性医薬製剤。

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