JP2019518797A - ペプチドおよびタンパク質の送達のための医薬製剤 - Google Patents

Abstract

本明細書では、活性剤を対象に経口送達するための複合微粒子が提供される。この微粒子は、全体として、架橋ポリマーマトリックスと、全体に分布している複数のエマルジョン滴とを含んでなる自立体の形態である。活性剤は、エマルジョン滴に封入されている。複数の送達促進部分は、自立体の外面上および／またはエマルジョン滴上に提示されている。この微粒子は、腸内分解に抵抗性を示し、腸粘膜を通過して腸血流に入ることなく対象の胃腸管に局在する。

Description

関連出願の参照

本出願は、ペプチドおよびタンパク質の送達のための医薬製剤(PHARMACEUTICAL PREPARATION FOR DELIVERY OF PEPTIDES AND PROTEINS)と題する、２０１６年６月２７日に出願された米国仮特許出願番号第６２／３５５，０７２号の優先権の利益を主張し、その全体が引用することにより本明細書の一部とされる。

本発明は、全体として、効果的な薬物送達処方物の組成物、およびその製造方法および使用に関する。

多くの医薬品および栄養補助食品は、これまで経口摂取には扱いにくかった。これらの治療薬の経口投与に対する障壁には、限定されるものではないが、投与量を慎重に調節または目標設定する必要性、胃腸（ＧＩ）管からこれらの薬剤を容易に吸収することができないこと、胃液によるタンパク質薬の変性および消化、または一部の組成物での疎水性／親水性の安定剤の必要条件が含まれる。

しかしながら、経口摂取は、一般的に、患者コンプライアンスの一様に重要な障壁を下げるための理想的な送達方法として、たいていの臨床医によって考えられる。従って、これらおよび他の同様の課題を克服することが可能な送達系のニーズはまだ満たされていない。

本発明は、概して、粒子内の活性剤の標的化および安定性を向上させるための、また、特に、活性剤の対象への経口送達における、ポリマーマトリックス−エマルジョン組合せ粒子に関する。さらに詳しくは、活性医薬品成分を経口的に送達するための水中油中固体型エマルジョン滴を含んでなる、送達が促進された粒子を記載する。さらに、本発明は、活性医薬品成分のより高い吸収を達成するための、マトリックス−エマルジョン組合せへの送達促進部分の付加に関する。

本明細書では、概して、エマルジョン滴内に封入された活性剤を含んでなる自立体を含んでなる微粒子が記載される。前記エマルジョン滴は、複数の任意選択の送達促進部分をさらに含んでなり、ここで、前記送達促進部分の少なくとも一部は前記エマルジョン滴の外面上に提示されている。

一側面において、活性剤を対象に経口送達するための複合微粒子が提供される。複合微粒子は、一般的には、架橋ポリマーマトリックスと、このポリマーマトリックス全体に分布している複数のエマルジョン滴とを含んでなる自立体を含んでなる。活性剤は、エマルジョン滴に封入されている。複合微粒子は、複数の送達促進部分をさらに含んでなり、ここで、これらの送達促進部分の少なくとも一部は、自立体の外面上および／またはエマルジョン滴上に提示されている。有利には、この微粒子は、腸内分解に抵抗性を示し、腸粘膜を通過して腸血流に入ることなく対象の胃腸管に局在する。

糖尿病患者にインスリンを経口投与し得るには、薬物をすぐに不活性化しそれが血流に達する前に消化する酸およびプロテアーゼが豊富である胃および十二指腸の過酷な環境にタンパク質ホルモンを通す必要があるため、依然として障害がある。しかしながら、そのような形でこの薬物を一般に利用可能にすることは、インスリンがその大きさおよび組成に従って毎回食事とともに経口摂取できるので、患者コンプライアンスを向上させ、さらに、グルコース検査装置への依存度を低減することによって、治療の性質を変える可能性を有する。これはまた、若い糖尿病患者が、針嫌悪を克服してより簡単に薬物を自己投与することを学ぶ際に持つ障壁も低くするであろう。

消化不活性化の問題をさらに悪くするのは、膵臓は多くの酵素を十二指腸に直接分泌する一方、インスリンは、他の膵臓ホルモンのように、胃腸（ＧＩ）系には分泌されず、膵島β細胞を取り囲む高い有窓性の毛細血管網を介して血液によって直接吸収されることである。従って、たとえインスリンが有効な形態でそこに送達され得るとしても、腸上皮細胞は、本来、インスリンを吸収する能力を備えていない。

次に、本発明の第２の態様は、天然の受容体の不在下でＧＩ管からのＡＰＩの取り込みを促進することである。これを達成するために、ポリマーマトリックス粒子は、ＧＩ上皮細胞上の同種受容体の存在に基づく代理リガンドをさらに備えている。

このために、経口送達用にインスリンを処方することは、ＧＩ環境内でタンパク質薬を保護するための原理の証明を提供するだけでなく、体循環への粒子の取り込みを媒介するための特異的ＧＩ受容体リガンドの使用の効力も実証する。

エマルジョンは、２相の２つの不混和液、すなわち、連続相に均質に分布している球状の分散相からなる。エマルジョンは、熱力学的に不安定であるため、界面活性剤が、系を安定させるために使用され、また、活性剤の送達の手助けもする。この用途のために、マルチプルエマルジョン技術を採用した。これらはエマルジョンのエマルジョンであり、付加的液体媒体中に分散された水中油型または油中水型エマルジョンからなる。これにより、油中水中油型（Ｏ／Ｗ／Ｏ）または水中油中水型（Ｗ／Ｏ／Ｗ）エマルジョンのいずれかが得られる。本開示における第３のタイプのマルチプルエマルジョンは水中油中固体型（Ｓ／Ｏ／Ｗ）エマルジョンである。

マイクロエマルジョン／ナノエマルジョン（平均液滴サイズが通常５０〜１０００ｎｍであるのもの）は、体内での活性剤の放出を制御することに加えて、溶解度およびバイオアベイラビリティを高めるために使用することができる。これらのエマルジョンは、リポソーム送達機構に代わるものとしてますます使用されている。不溶性薬物の単純な送達に加えて、これらのエマルジョンは、現在では、標的自体に対する天然の受容体分子が存在しないにもかかわらず、様々な組織および受容体への送達のために標的化することができる。これらの標的化アプローチは、効力増強、投与量低減の可能性、および副作用の軽減をもたらすことによって、結果をさらに改善する。

本明細書において企図される封入処方物は、限定されるものではないが、本明細書の他所に記載されるものなどの、広範囲の疎水性および親水性の生物学的に活性な分子、治療用分子または栄養学上有用な分子の封入およびその後のＧＩ管への送達に好適である。

従って、本明細書ではまた、薬学上許容可能な担体中に分散された治療上有効な量の複数の、本発明の態様による微粒子を含んでなる組成物も提供される。

活性剤を、それを必要とする対象に経口投与する方法もまた記載される。この方法は、一般的には、治療上有効な量の、本発明の態様による微粒子を対象に投与することを含んでなる。治療上有効な量の活性剤を、それを必要とする対象に投与するための本発明の態様による組成物(a composition according)の使用もまた記載される。

本明細書ではまた、複合微粒子を形成する方法も提供される。この方法は、一般的には、ポリマー懸濁液を活性剤エマルジョンと合わせて混合物を得ることを含んでなる。ポリマー懸濁液は、溶媒系中に分散されたポリマーマトリックス前駆体を含んでなる。活性剤エマルジョンは、エマルジョンに封入された活性剤を含んでなる。ポリマー懸濁液および／または活性剤エマルジョンの一方または両方は、複数の送達促進部分をさらに含んでなる。次いで、前記混合物中のポリマーマトリックス前駆体を架橋して、外面と、全体に分布している前記活性剤を含んでなる複数のエマルジョン滴とを有する自立体の形態の架橋ポリマーマトリックスを得る。得られた微粒子において、前記送達促進部分の少なくとも一部は、前記自立体の外面上および／またはエマルジョン滴上に提示される。有利には、前記自立体は、腸内分解に抵抗性を示す一方で腸粘膜を通過して腸血流に入ることなく対象の胃腸管内での局在が可能である。

図１は、例示的カロテノイドの構造図を示す。 図２は、カロテノイド結合アルギナートポリマーの一態様の図である。 図３は、ＨＣｌガスを発生させるために使用される装置の図解である。 図４は、β−クロロ−カロテン（ＢＣＣ．）からアセトンを除去するために使用される蒸留装置の図解である。 図５Ａは、活性剤エマルジョン滴を含んでなる送達促進粒子の図解である。 図５Ｂは、活性剤エマルジョン滴を含んでなる送達促進アルギナート粒子の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）である。 図６Ａは、活性剤エマルジョン滴を含んでなる送達促進アルギナート粒子の内部のＳＥＭである。 図６Ｂは、活性剤エマルジョン滴を含んでなる送達促進アルギナート粒子の内部のＳＥＭである。 図７Ａは、５．０ＩＵ／ｋｇインスリンの皮下（ｓ．ｃ．）投与後の血中インスリン濃度のプロットである。 図７Ｂは、５．０ＩＵ／ｋｇインスリンのｓ．ｃ．投与後の血中グルコース濃度のプロットである。 図８は、ＢＣＣを含むエマルジョン粒子中の亜鉛錯体化インスリン（ＴＡ−３）の５０ＩＵ／ｋｇでのｐ．ｏ．投与後の血中のインスリンおよびグルコースの濃度のプロットである。 図９は、ＢＣＣを含まないエマルジョン粒子中の亜鉛錯体化インスリン（ＴＡ−４）の５０ＩＵ／ｋｇでのｐ．ｏ．投与後の血中のインスリンおよびグルコースの濃度のプロットである。 図１０Ａは、３個体の例示的動物についての、ＢＣＣを含むエマルジョン粒子中の非錯体化インスリン（ＴＡ７）の５０ＩＵ／ｋｇでのｐ．ｏ．投与後の血中インスリン濃度のプロットである。 図１０Ｂは、３個体の例示的動物についての、ＢＣＣを含むエマルジョン粒子中の非錯体化インスリン（ＴＡ７）の５０ＩＵ／ｋｇでのｐ．ｏ．投与後の血中グルコース濃度のプロットである。 図１１Ａは、５ＩＵ／ｋｇ非処方インスリンの対照ｓ．ｃ．注射剤の投与後の血中インスリン濃度のプロットである。 図１１Ｂは、５ＩＵ／ｋｇ非処方インスリンの対照ｓ．ｃ．注射剤の投与後の血中グルコース濃度のプロットである。 図１２は、亜鉛錯体化インスリンを含むマイクロエマルジョン粒子（ＴＡ−１）の３３ＩＵ／ｋｇでのｐ．ｏ．投与後の血中のインスリンおよびグルコースの濃度のプロットである。 図１３は、アルギナートマトリックス中に分散された亜鉛錯体化インスリン（エマルジョンなし；ＴＡ−５）の３３ＩＵ／ｋｇでのｐ．ｏ．投与後の血中のインスリンおよびグルコースの濃度のプロットである。 図１４Ａは、この群の例示的動物における、亜鉛錯体化インスリンを含むナノエマルジョン粒子（ＴＡ−６）の３３ＩＵ／ｋｇでのｐ．ｏ．投与後の血中のインスリンおよびグルコースの濃度のプロットである。 図１４Ｂは、この群の例示的動物における、亜鉛錯体化インスリンを含むナノエマルジョン粒子（ＴＡ−６）の３３ＩＵ／ｋｇでのｐ．ｏ．投与後の血中のインスリンおよびグルコースの濃度のプロットである。 図１５Ａは、この群の例示的動物における、亜鉛錯体化インスリンを含むマイクロエマルジョン粒子と高脂肪食（ＴＡ−７）の、３３ＩＵ／ｋｇでのｐ．ｏ．投与後の血中のインスリンおよびグルコースの濃度のプロットである。 図１５Ｂは、この群の例示的動物における、亜鉛錯体化インスリンを含むマイクロエマルジョン粒子と高脂肪食（ＴＡ−７）の、３３ＩＵ／ｋｇでのｐ．ｏ．投与後の血中のインスリンおよびグルコースの濃度のプロットである。 図１５Ｃは、この群の例示的動物における、亜鉛錯体化インスリンを含むマイクロエマルジョン粒子と高脂肪食（ＴＡ−７）の、３３ＩＵ／ｋｇでのｐ．ｏ．投与後の血中のインスリンおよびグルコースの濃度のプロットである。 図１６Ａは、インスリンのｓ．ｃ．投与と比較した、本研究での数個体の動物における、エマルジョン粒子中の亜鉛錯体化インスリンの投与後の血中インスリン濃度のプロットである。 図１６Ｂは、インスリンのｓ．ｃ．投与と比較した、本研究での数個体の動物における、エマルジョン粒子中の亜鉛錯体化インスリンの投与後の血中グルコース濃度のプロットである。 図１７は、ＳＣ（皮下）対照（薄い線）と比較した、実施例３（長時間持続放出および吸収プロフィールのために送達粒子を設計した場合、点線）および実施例５（皮下対照プロフィールをより良くに追跡できるように、より大きなバースト放出プロフィールのために送達粒子パラメーターを調整した場合、濃い線）からの血中インスリン濃度のプロットである。

ここに特許請求され開示される発明の概念は、全体として、医薬品および栄養補助食品に関し、より詳しくは、改良された封入型医薬品および栄養補助食品活性剤、それらの製造方法、およびそれらの使用方法に関する。図５Ａは、活性剤１６を封入している、エマルジョン滴１２と任意選択の送達促進部分１４とを含んでなる送達促進粒子１０の代表的な概略図である。送達促進部分１４は、粒子マトリックスならびにエマルジョン滴１２中に描かれている。送達促進部分は、粒子マトリックス中またはエマルジョン滴中にのみ存在してよい（両方ではない）ことが認識されるであろう。場合によっては、送達促進部分は両方に存在する。場合によっては、同じ種類の送達促進部分が粒子マトリックスおよびエマルジョン滴の両方に使用される。場合によっては、異なる種類の送達促進部分が粒子マトリックスのそれぞれおよびエマルジョン滴に使用される。また、様々な態様では、２種以上の送達促進部分の組合せが使用され得ると認識される。得られる粒径は約１μｍ〜約１００μｍの範囲である。

１つ以上の態様では、封入処方物は、それぞれが硬化または架橋ポリマーマトリックスと送達促進部分とを含んでなる自立体である。粒径（例えば、直径）は、約１００ｎｍ以上、好ましくは約５００ｎｍ〜約５ｍｍの範囲であり得る。いくつかの態様では、形成される粒子の平均直径（すなわち、最大表面間寸法）が約１〜約５ｍｍの範囲のより大きな粒子が望まれる。いくつかの態様では、形成される粒子の平均直径が、約１μｍ〜約１０００μｍ、より好ましくは１μｍ〜約２００μｍ、さらに好ましくは約１μｍ〜約２０μｍの範囲のより小さな粒子が望まれる。送達促進部分は、例えば、（１）中鎖または長鎖脂肪酸、（２）イソプレノイド、（３）ビタミン、（４）シグナルペプチド、およびそれらの組合せからなる群から選択される。１種以上の活性剤をエマルジョン滴に封入する（すなわち、完全に含むおよび／または包む）ことができ、これらの活性剤は、ポリマーマトリックス全体に分布している。さらに詳しくは、活性剤は、水中油中固体型マルチプルエマルジョン滴に封入され、これらの活性剤は、ポリマーマトリックス全体に分布している。水中油中固体型エマルジョン滴は、活性剤、油、少なくとも１種の界面活性剤、および水を含んでなる。１種以上の送達促進部分もまた、水中油中固体型エマルジョン滴中に含まれ得る。液滴サイズ（例えば、直径）は、約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲であり得る。いくつかの態様では、本発明は、約３００〜約９００ｎｍの範囲の液滴サイズを有するナノエマルジョンを含む。いくつかの態様では、本発明は、約１００〜約３００μｍの範囲の液滴サイズを有するマイクロエマルジョンを含む。

一般的には、封入処方物は、エマルジョン滴を調製し、次いで、エマルジョン滴をポリマーマトリックス前駆体および送達促進部分と混合し、続いて、別個の、自立した送達促進粒子を得る条件下でポリマーマトリックス前駆体の硬化／架橋を行うことによって形成され、ここで、送達促進部分および水中油中固体型エマルジョン滴は、架橋ポリマーマトリックス全体に実質的に均一に分布している。いくつかの態様では、１種以上の送達促進部分はまた、架橋ポリマーマトリックス／粒子の外面上にあり得る（場合によってはそこから延伸する）。得られた粒子は、活性剤を対象に投与するための経口投与形態の一部として使用することができる。

水中油中固体型エマルジョン滴は、活性剤、油、少なくとも１種の界面活性剤、および水（精製水、蒸留水、ＤＡＷなど）を含んでなる。本発明での使用に好適な油には、脂肪酸、トリグリセリドなどを含む、特に、経口使用のために薬学上許容可能なものが含まれ、植物ベースの油が特に好ましい（例えば、植物油または種子ベースの油）；しかしながら、動物油および／または鉱油もまた使用され得る。油の例としては、例えば、キャノーラ油、ベニバナ油、オリーブ油、ゴマ油、アーモンド油、ヒマワリ油、トウモロコシ油、ダイズ油、ナタネ油、麻実油、ブドウ種子油、ココナッツ油、パーム油、カボチャ種子油、アボカド油、ヒマシ油、または落花生油、およびそれらの混合物が挙げられる。いくつかの態様では、油は、カボチャ種子油、ゴマ油、アーモンド油、落花生油、ヒマワリ油、ナタネ油、および／またはオリーブ油からなる群から選択される１種以上の油である。本明細書において使用される場合、用語「薬学上許容可能な」とは、過度の毒性、刺激作用、またはアレルギー反応なしに、それが対象、細胞、または組織に投与され得、望ましくない生物学的影響を引き起こさずまたはそれが含まれる組成物の他の構成要素と有害な形で相互作用しないという点において、生物学的にまたは他の点で望ましくないものではないことを意味する。薬学上許容可能な成分には、獣医学的使用ならびにヒト用医薬品使用に許容可能なものが含まれる。また、化学療法薬の癌細胞への送達の場合など、いくつかの状況で、毒性成分が「薬学上許容可能な」とみなされ得ることも認識されるであろう

本発明での使用に好適な界面活性剤には、ソルビタンエステル（ソルビタンモノオレエート、例えば、ポリソルベート８０、スパン８０など）、ポリエトキシル化ソルビタンエステル（エトキシル化ソルビタンモノラウレート、例えば、ポリソルベート２０、ツィーン２０など）などのような非イオン性界面活性剤が含まれる。

述べたように、１種以上の送達促進部分もまた、水中油中固体型エマルジョン滴中に含められ得る。送達促進部分の例は、例えば、下記にさらに詳細に記載される。

水中油中固体型エマルジョン滴は、活性剤を油、界面活性剤、および水と合わせることによって製造される。いくつかの態様では、活性剤は、エマルジョン中へのその分散を容易にするために、最初に可溶化する必要があり得る。例えば、インスリンのような特定のタンパク質の場合、活性剤を酸（例えば、ＨＣｌ）に溶解し、必要に応じて、続いて、付加的な酸（例えば、ＨＣｌ）または塩基（例えば、ＮａＯＨ）を用いてｐＨを４．５〜７．０に調整を行う必要のある場合がある。活性剤は、その後、エマルジョン滴を作出するために使用する前に、例えば、遠心分離を使用することによって溶液から沈殿させる。一般的に、一次エマルジョンは、非イオン性界面活性剤（例えば、スパン８０）を選択した油と混合することによって調製される。場合により、送達促進部分を混合物に加える。成分を十分に均質化し／混合して、一次エマルジョンを作出する。次いで、調製された活性剤を一次エマルジョンと混合し、続いて、十分な混合を行って、活性剤をエマルジョン中に均一に分散させる。１つ以上の態様では、混合は、氷浴中で行われる。次いで、得られた二次エマルジョン（活性剤を含む）を、第２の非イオン性界面活性剤（例えば、ツィーン２０）を含有する水溶液を用いて安定化させる。１つ以上の態様では、混合は、混合物を均質化しエマルジョン滴を安定化させるために、氷浴中で行われる。上記の方法により、水中油中固体型マルチプルエマルジョンが得られる。

次いで、水中油中固体型マルチプルエマルジョンをポリマーマトリックス前駆体と混合し、ここで、エマルジョンは融合してポリマー前駆体全体に分散した独特な個別の液滴になる。各液滴は、エマルジョン滴に封入された活性剤を、油、非イオン性界面活性剤、および液滴の表面上または表面にある（さらに、その中にも分布している）任意選択の送達促進部分とともに含んでなる。

様々な膨潤性および／または生分解性のポリマーをポリマーマトリックスに使用することができる。ポリマー系の例としては、例えば、限定されるものではないが、ポリビニルアルコール、ポリ（エチレングリコール）、ポリ乳酸、ポリ−Ｌ−乳酸、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、乳酸−グリコール酸コポリマー、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリ［Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド］、ヒアルロン酸、ゼラチン、セルロース誘導体（例えば、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース）、カルボマー、ならびにキサンタンガム、キトサン、アルギナート、および／またはペクチンなどの多糖類が挙げられる。上記のポリマーの組合せもまた使用することができる。好ましくは、ポリマーマトリックス前駆体は、マトリックスを架橋／硬化させて固体粒子にする前に別個のゲル粒子を作出するためにゲル形成能を有する。従って、上記の水中油中固体型マルチプルエマルジョンは、粒子形成前にポリマー前駆体ゲルと混合される。

１つ以上の態様では、ポリマーマトリックスは、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、またはアルギン酸カルシウムなどの膨潤性および／または生分解性のポリマーを含んでなる（本質的にからなる、またはからなる）（限定されるものではないが、カラギーナン、キサンタンガム、寒天、および／またはキトサンなどの別のポリマーも含んでよい）。好ましい態様では、アルギン酸カルシウム（例えば、ポリマー前駆体としてのアルギン酸ナトリウムと、ＣａＣｌ_２などのカルシウム塩との反応によって得られる）は、架橋ポリマーマトリックスの主成分である。本明細書において企図される構成では、アルギン酸カルシウムは複数の架橋ヘリックス−ヘリックス凝集体を形成し、その結果、優れた封入強度がもたらされる。別の態様では、マトリックスのごく一部は、架橋および増粘のためにある量の１種以上の他の天然ガム、限定されるものではないが、カラギーナン、寒天、グアーガム、キサンタンガム、および／またはキトサンなどをさらに含んでなり得る。

１つ以上の態様では、ポリマーマトリックスは、ポリマーベースビルディングブロックとしてアルギン酸ナトリウム（またはアルギン酸カリウム）を用いて最初に作製され、一態様では、その後、それは、イオン交換によってより安定なカルシウム形態に変換される。例えば、アルギン酸ナトリウムまたはアルギン酸カリウム凝集体を塩化カルシウム（例えば、１重量％〜４０重量％、好ましくは１〜２４重量％または任意の有効濃度）または酢酸カルシウムの水溶液と接触させると、例えば、アルギナート凝集体のナトリウム（またはカリウム）は、カルシウムで置き換えられる。この反応は室温（例えば、２０〜２５℃）以下で急速に起こり、その結果、コアセルベート沈殿物の形態で水性媒体から急速に分離するヘリックス−ヘリックス積載凝集体(helix-helix loaded aggregates)が形成される。次いで、得られた粒子を＜１０％、好ましくは＜６％の水分含有量まで乾燥させ、胃液に抵抗性を示す（すなわち、腸管抵抗性を示す）が、ＧＩ管の標的領域の環境と一致する条件で粒子が膨潤して活性剤を放出することが可能である封入製品を形成する。

積載凝集体（loaded aggregates）の水不溶性形態への変換に加えて、カルシウムは、経口投与形態の分子構成において別の重要な役割を果たす。具体的には、カルシウムは、カルシウム架橋を通じて隣接するポリマー分子の架橋を引き起こす。結果として得られる、送達系の安定性は、活性剤をより強固に保持するだけでなく、多数の他の環境ストレスに加えて、酸化的分解、ＵＶ分解、吸湿分解からの活性剤の保護においても役割を果たす三次元の実質的に球形の構成で固定される。

硬化中、カルシウムによるナトリウム（またはカリウム）の交換は、特に、沈澱を可能にするポリマーのサブユニット分子間の多重架橋形成を促進する。アルギナートをポリマーとして利用する態様では、アルギナート部分は最終粒子中約５重量％〜９９．５重量％の範囲であり得るが、他のガムまたはコポリマー（例えば、カラギーナン、寒天、グアーガム、キサンタンガム、および／またはキトサン）は、最終粒子の約２０％まで、好ましくは約０．１〜５％を構成してよい。他の態様では、アルギン酸ナトリウム（またはカリウム）は沈殿形態ではなくゲル形態で残され、次いで、これを好適な投与形態（例えば、ゲルキャップ）に包含させることができる。上記のように使用されるナトリウム、カリウム、またはカルシウムのアルギナートポリマーは、１０，０００〜６００，０００ダルトン、または好ましくは１００，０００〜４００，０００ダルトン、またはより好ましくは３００，０００〜３２０，０００ダルトン、さらに好ましくは３０５，０００ダルトンの分子量を有し得る。

アルギン酸ナトリウム（およびアルギン酸カリウム）は、冷水中で撹拌するとゲルを形成するという特異な能力を有し、これは放置しても固化しない。このようにして形成されたゲルは高い封入親和性を有し、アルギナート分子が別の分子を包囲しそれ自体が別の分子に巻きつく能力を意味する。このようにして、二重らせんがポリマー鎖の接合点を形成し、それにより、エマルジョン滴に巻きつき封入する複数のヘリックス−ヘリックス凝集体の形成が可能になる三次元網目構造は強まる。アルギン酸ナトリウムは、典型的には、褐藻類からの抽出によって得られ、製品の粘度を高めるために、また、乳化剤として、食品工業で広く使用されている。アルギナートは、（１→４）結合Ｄ−マンヌロン酸（Ｍ）およびそのエピマーα−（１→４）結合Ｌ−グルロン酸（Ｇ）を含む線状非分岐ポリマーである。Ｄ−マンヌロン酸残基は重合後に酵素的にＬ−グルロン酸(L-guluronic)に変換される。

アルギナートは、ランダムコポリマーではないが、藻類の供給源に応じて、それぞれが異なる配座選択性および挙動を有する交互の類似残基のブロックを含んでなる。アルギナートポリマーは、例えば、連続したＧ残基、または連続したＭ残基のホモポリマーブロック、または交互のＭ残基とＧ残基、またはＧ残基とＭ残基のランダムに構成されたブロックを含んでなり得る。例えば、マクロシスティス・ピリフェラ(Macrocystis pyrifera)由来のアルギナートのＭ／Ｇ比率は約１．６であるのに対し、ラミナリア・ヒペルボレア(Laminaria hyperborea)由来のＭ／Ｇ比率は約０．４５である。

アルギン酸ナトリウム（またはアルギン酸カリウム）自体は分子の封入活性において極めて有効であるが、その中の活性剤に対するより高い封入親和性さえも、アルギナートに対して、０．１〜１％〜２％〜３％〜４％〜５％またはそれを超える、カラギーナン、キサンタンガム、および／または寒天などの増粘剤または架橋剤の添加によって得ることができる。寒天は、一部の種類の紅藻類、特に、テングサ属(Gelidium)およびオゴノリ属(Gracilaria)由来のものの細胞膜から抽出される。歴史的に、寒天は、主に、デザートの材料として使われており、特に日本では、寒天は、アガロースとアガロペクチンの混合物を含んでなる。アガロースは、（１→３）−β−Ｄ−ガラクトピラノース−（１→４）−３、６−アンヒドロ−α−Ｌ−ガラクトピラノース単位に基づく、分子量約１２０，０００の線状ポリマーである。アガロペクチンは、より少ない量で生じるより小さな分子の不均一混合物である。それらの構造は類似しているが、分岐はわずかで、硫酸化されており、それらはメチルおよびピルビン酸ケタール置換基を有し得る。

送達促進部分はまた、好ましくは、水中油中固体型マルチプルエマルジョンの添加後にポリマー前駆体と混合される。本発明の態様は、イオン様式、共有結合様式、または超分子様式で直接またはポリマーマトリックス内および／またはエマルジョン滴内への物理的捕捉を介して間接的にポリマーと相互作用する、選択した送達促進部分の組込みを含む。本明細書において使用される送達促進部分は、ＧＩ管全体に位置する細胞による活性剤の吸収および取り込みと、これらの薬剤のその後の全身バイオアベイラビリティとを促進することが可能な分子を含む。送達促進部分は、最初に、好適な水性または油ベースの担体中に分散させて、ポリマーまたはエマルジョンと合わせると、送達促進部分の均一な分布を促すことができる。

本発明の様々な態様での使用のための送達促進部分の例には、例えば、一般的には、６〜２８個の炭素原子の範囲の鎖長を有する長鎖および中鎖脂肪酸が含まれる。本明細書における使用では、長鎖脂肪酸、特に、膜融合性脂質（不飽和脂肪酸およびモノグリセリド、例えば、オレイン酸、リノレン酸、リノール酸、モノオレイン、ホスファチジルセリン、およびホスファチジルエタノールアミンなど）は、本明細書において企図される活性剤の標的化送達および取り込みを促進するのに有用な担体を提供する。中鎖脂肪酸（Ｃ６〜Ｃ１２）もまた、粒子またはそれによって封入されたペイロードの標的化送達および取り込みを促進するために使用可能である。本明細書における送達促進剤として使用することができる他の中鎖および長鎖脂肪酸としては、限定されるものではないが、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、α−リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルシン酸、およびドコサヘキサエン酸が挙げられる。本特許請求の範囲および開示されている本発明の概念において使用し得る天然に存在する脂肪酸としては、限定されるものではないが、Ｃ８：０（カプリル酸）、Ｃ１０：０（カプリン酸）、Ｃ１２：０（ラウリン酸）、Ｃ１４：０（ミリスチン酸）、Ｃ１６：０（パルミチン酸）、Ｃ１６：１（パルミトレイン酸）、Ｃ１６：２、Ｃ１８：０（ステアリン酸）、Ｃ１８：１（オレイン酸）、Ｃ１８：１−７（バクセン酸）、Ｃ１８：２−６（リノール酸）、Ｃ１８：３−３（α−リノレン酸）、Ｃ１８：３−５（エレオステアリン酸）、Ｃ１８：３−６（δ−リノレン酸）、Ｃ１８：４−３、Ｃ２０：１（ゴンドイン酸）、Ｃ２０：２−６、Ｃ２０：３−６（ジホモ−γ−リノレン酸）、Ｃ２０：４−３、Ｃ２０：４−６（アラキドン酸）、Ｃ２０：５−３（エイコサペンタエン酸）、Ｃ２２：１（ドコセン酸）、Ｃ２２：４−６（ドコサテトラエン酸）、Ｃ２２：５−６（ドコサペンタエン酸）、Ｃ２２：５−３（ドコサペンタエン酸）、Ｃ２２：６−３（ドコサヘキサエン酸）およびＣ２４：１−９（ネルボン酸）が挙げられる。極めて好ましい非分岐の、天然に存在する脂肪酸は、１４〜２２個の炭素原子を有するものである。加えて、中鎖および長鎖脂肪酸のナトリウム塩は効果的な送達促進分子である。

本明細書において使用されるイソプレノイド型送達促進部分の例としては、限定されるものではないが、リコピン、リモネン、γ−トコトリエノール、ゲラニオール、カルボン、ファルネソール、ゲラニルゲラニオール、スクアレン、および他の線状テルペノド、カロテノイド、タキソール、ビタミンＥ、ビタミンＡ、β−カロテン、補酵素Ｑ１０（ユビキノン）、アスタキサンチン、ゼアキサンチン、ルテイン、シトラナキサンチン、β−クロロ−カロテン、カンタキサンチン、およびそれらの酸化型が挙げられる。リコピンは、トマトや他の赤色の果物や野菜の鮮やかな赤色に関与しているイソプレノイド色素である。カロテンとして、リコピンは、βカロテンなどの多くのカロテノイドの生合成における重要な中間体である。リコピンは、８個のイソプレン単位から組み立てられた、少なくとも、スカベンジャー受容体クラスＢ型Ｉを介して腸内で吸収される対称テトラテルペンである。β−カロテンは、送達促進分子として本明細書において使用される別のイソプレノイド化合物である。リコピンと同様に、β−カロテンもまた、少なくとも、スカベンジャー受容体クラスＢ型Ｉによって吸収される。

本明細書において企図される送達促進部分には、ビタミン、ならびにシグナルペプチドも含まれる。

選択した膨潤性および／または生分解性のポリマーへの送達促進部分の組込みは、ポリマーおよび送達促進部分の官能基に従って、必要に応じて、非共有結合、共有結合、または超分子結合によって達成することができる。１つ以上の態様では、１つ以上のヒドロキシル（−ＯＨ）基を含むカロテノイド部分は、アミノ酸でエステル化され、その後、アミノ酸のアミノ基（−ＮＨＲ）は、アルギナートのカルボン酸単位（−ＣＯＯＨ）と結合される。本発明の様々な態様では、カロテノイドは、限定されるものではないが、レチノール、ルテイン、ゼアキサンチン、クリプトキサンチン、ヒドロキシエキネノン、アスタキサンチン、ジアトキサンチン、ジノキサンチン、アンテラキサンチン、ジアジノキサンチン、エキネノン、ネオキサンチン、フラボキサンチン、ビオラキサンチン、ルビキサンチン、フコキサンチン、およびそれらの異性体などの利用可能なヒドロキシル化カロテンのいずれをも包含し得る。化合物例の説明については図１参照。図２は、例として、限定されるものではないが、レチノールの共有結合によって修飾されたアルギナートポリマーを示している。

あるいは、送達促進部分は、非共有結合（例えば、イオン結合、ファン・デル・ワールス相互作用など）によってポリマーと結合することができる。送達促進部分はまた、ポリマーマトリックス中に捕捉されているため、単にポリマーマトリックスによって物理的に拘束させるだけでもよい。アプローチの組合せを使用して、送達促進部分をポリマーと結合させることができるが、これは、特定のポリマーならびに粒子において利用される送達促進部分に依存し得ることが認識されるであろう

持効性を調節する賦形剤（本明細書では「持効性賦形剤」と呼ぶ）は、場合により、ポリマーマトリックスに使用することができる。それらは、粒子の成分を経時的に別々に（より速くまたはより遅く）解離／拡散させるように、ポリマーおよび／または活性剤と相互作用する。本特許請求の範囲および開示されている本発明の概念において使用することができる持効性賦形剤の例には、限定されるものではないが、ポリヒドロキシル分子などの極性分子が含まれ、これらには、単糖類（グルコース、フルクトース、ガラクトース、キシロース、マンノース、タガトース）、二糖類（トレハロース、ラクトース、スクロース、マルトース、イソマルトース、トレハルロース）、糖アルコール（エリトリトール、グリセロール、イソマルト、ラクチトール、マルチトール、マンニトール、ソルビトール、キシリトール）、ポリオキシ分子（ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ソルビタン、ツィーン、ポリソルベート、ポロクサマー）、および／またはキトサンが挙げられる。

これにかかわらず、送達促進粒子エマルジョン滴は、限定されるものではないが、治療薬および栄養補助剤、例えば、抗生物質、抗ウイルス薬、抗腫瘍薬、抗脂質薬、抗高血圧薬、心臓病薬、抗糖尿病薬、ビタミン、無機物、タンパク質、ペプチド模倣薬、モノクローナル抗体、および／またはＲＮＡもしくはＤＮＡ分子などを含む多くのクラスまたはタイプの活性剤を封入することが可能である。さらに詳しくは、本特許請求の範囲および開示されている本発明の概念の封入される活性剤は、例えば、同化剤（例えば、ボルダンジオール(boldandiol)、エチルエストレノール、ミボレロン、ナンドロロン、オキシメトロン、スタノゾール(stanozol)、およびテストステロン）；抗菌薬／抗生物質（例えば、以下を含むアミノグリコシド：アミカシン、アプラマイシン、ジヒドロストレプトマイシン、ゲンタマイシン、カナマイシン、ネオマイシン、スペクチノマイシン、バンコマイシン；以下を含むセファロスポリン：セファクロル、セフタジジム、セファレキシン、セファロチン；クリンダマイシン；クロルヘキシジン、脂肪酸モノエステル、例えば、モノラウリン酸グリセロールなど；エンロフラキサシン(enroflaxacin)、シプロフロキサシンを含むフルオロキノロン；エリスロマイシン、リンコマイシン、タイロシンを含むマクロライド；増強剤を含むおよび含まないアモキシシリン、アンピシリン、ヘタシリン、チカルシリンを含むペニシリン；テトラサイクリンおよび類似体；スルファクロロピリダジン、スルファジメトキシン、スルファメタジン、およびスルファキノキサリンを含む増強剤を含むおよび含まないスルホンアミド(sulfonomides)）；抗真菌薬（例えば、ミコナゾール、イトラコナゾール、グリセオフルビン、モノラウリン酸グリセロール(glycerol mono-laureate)、およびメトロニダゾール）；抗癌剤（例えば、アクチノマイシン−Ｄ、シスプラチン、シタラビン、ドキソルビシン、５−フルオロウラシル、メトトレキサート、ペルゴリド、プリン類似体、オンコビン、ビンブラスチン、およびビンクリスチン）；解毒薬および拮抗薬（例えば、アトロピン、２−ＰＡＭ、ナロキソン、およびナロルフィンＨＣｌ、ヨヒンビン、（アチパメゾール）；抗ヒスタミン薬（例えば、クロモリンナトリウム、ジフェンヒドラミン、ピリラミン、およびトリペレナミン）；解熱薬（例えば、アセトアミノフェン）；非ステロイド系抗炎症薬（ＮＳＡＩＤ）、（例えば、フルニキシンメグルミン、アセチルサリチル酸、イブプロフェン、ケトプロフェン、メクロフェナム酸、ナプロキセン、フェニルブタゾン、およびジレウトン）；ステロイド系抗炎症薬（例えば、ベクロメタゾン、ブデソニド、デキサメタゾン、フルメタゾン、フルニソリド、フルチカゾン、イソフルプレドン、プレドニゾロン、およびトリアムシノロン）；抗血栓薬（例えば、アセチルサリチル酸）；鎮咳薬（例えば、麻薬性鎮痛薬、デキストロメトルファン、およびフォルコジン）；気管支拡張薬（例えば、アトロピン、アルブテロール、クレンブテロール、ピルブテロール、サルメテロール、フェノテロール、アミノフィリン、グリコピロレート、テルブタリン、およびテオフィリン）；副交感神経作用薬（例えば、ベタネコール）；抗コリン作用薬（例えば、アトロピン、イプラトロピウム、およびチオトロピウム）；抗ウイルス薬（例えば、イドクスウリジン、およびトリフルリジンを含むピリミジンヌクレオシド；以下を含むプリンヌクレオシド：ビダラビン、およびアシクロビル；リバビリン、アマンタジン、インターフェロンおよびそのインデューサー、およびその他の抗ウイルス薬、例えば、チオセミカルバゾン、ジドブジン、およびベンゾイミダゾール）；交感神経作用薬（例えば、エピネフリン）；心血管薬（例えば、カルシウムチャネル遮断薬：ジルチアゼム、ニフェジピン、およびベラパミル）；抗不整脈薬（例えば、アルプレノロール、アミオダロン、ブレチリウム、ジルチアゼム、フレカイニド、イソプロテレノール、リドカイン、メトプロロール、ナドロール、プロカインアミド、プロプラノロール、キニジン、チモロール、およびベラパミル）；血管作用薬（例えば、カプトプリル、エピネフリン、ヒドララジン、イソクスプリン、ニトログリセリン、ペントキシフィリン、フェントラミン、およびプラゾシン）；強心薬（例えば、ドブタミン；ドーパミン；ジギトキシン；およびジゴキシン）；中枢神経薬：例えば、バルビツレートを含む麻酔薬；抗痙攣薬、例えば、クロナゼパム、ジフェニルヒダントイン、プリミドン；抗鬱薬：例えば、ＳＳＲＩ（選択的セロトニン再取り込み阻害薬）；制吐薬：例えば、ドンペリドン、メトクロプラミド；催吐薬：アポモルヒネ；麻薬性鎮痛薬：コデイン、デメロール、フェンタニル、ヒドロコドン、メペリジン、モルヒネ、オキシモルフォン、ブトルファノール、ブプレノルフィン、ペンタゾシン；アセトアミノフェン、アスピリン、ジピロンを含む非麻薬性鎮痛薬；呼吸興奮薬：例えば、カフェイン、ドキサプラム、ゾラゼパム；以下を含む鎮静薬／トランキライザー：バルビツレート；α２アンタゴニスト（例えば、デトミジン、メデトミジン、デクスメデトミジン、カルフェンタニル、ジアゼパム、ドロペリドール、ケタミン、ミダゾラム、フェノチアジントランキライザー（アセプロマジン、クロルプロマジン、エチルイソブトラジン(ethylisobutrazine)、プロマジン、およびトリフルプロマジンを含む）、ロミフィジン、キシラジン；利尿薬（例えば、クロロチアジド、およびフロセミド）；歯科衛生用品（例えば、モノラウリン酸グリセロール材料および経口抗生物質）；胃腸薬（例えば、シメチジン（Ｈ２アゴニスト）、ファモチジン、ラニチジン、およびオメプラゾール）；降圧薬（例えば、アセプロマジン、およびフェノキシベンザミン）；ホルモン（例えば、ＡＣＴＨ、アルトレノゲスト、エストラジオール１７β、エストロゲンＧＮＲＨ、ＦＳＨ、ＬＨ、インスリン、ＬＨＲＨ、メゲストロール、メラトニン、ミソプロストール、ノルゲストメト、プロゲステロン、テストステロン、チロキシン、およびトレンボロン）；免疫調節薬（以下を含む賦活薬：レバミゾール、イミキモドおよび類似体、生物学的誘導体製品；および以下を含む抑制薬：アザチオプリン）；内服寄生虫駆除薬（例えば、イベルメクチン、メベンダゾール、モネンシン、モランテル、モキシデクチン、オクスフェンダゾール、ピペラジン、プラジカンテル、およびチアベンダゾール）；縮瞳薬（例えば、アセチルコリン、カルバコール、ピロカルピン、フィゾスチグミン、イソフルロフェート、エコチオフェート、およびプラリドキシム）；散瞳薬（例えば、エピネフリン、およびフェニレフリン）；散瞳薬／毛様体筋麻痺薬（例えば、アトロピン、スコポラミン、シクロペントラート、トロピカミド、およびオキシフェノニウム）；プロスタグランジン（例えば、クロプロステノール、ジノプロストトロメタミン、フェンプロスタレン、およびフルプロステノール）；筋弛緩薬（例えば、アミノペンタミド、クロルフェネシンカルバミン酸エステル、メトカルバモール、フェナゾピリジン、およびチレタミン）；平滑筋刺激薬（例えば、ネオスチグミン、オキシトシン、およびプロパンテリン）；セロトニン；尿酸性化薬（例えば、塩化アンモニウム、アスコルビン酸、およびメチオニン）；およびビタミン／無機物（例えば、ビタミンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｋ、およびＥ）から選択し得る。活性剤は、固体形態、液体形態などを含む様々な好適な形態で封入され得る。また、（エマルジョン滴中の活性剤に加えて）１種以上の付加的な活性剤を粒子中に含め、ポリマーマトリックス全体に分布させることができることが認識されるであろう。

プロテアーゼ阻害薬もまた、本明細書において企図される投与形態に含められ得る。このようなプロテアーゼ阻害薬の例としては、限定されるものではないが、ＡＥＢＳＦ−ＨＣｌ、アマスタチン−ＨＣｌ、（ε）−アミノカプロン酸、ヒト血漿由来の（α）１−アンチキモトリプシン、アンチパイン−ＨＣＬ、ヒト血漿由来のアンチトロンビンＩＩＩ、ヒト血漿由来の（α）１−アンチトリプシン、（４−アミジノフェニル−メタンスルホニル−フルオリド）、アプロチニン、アルファメニンＡ、アルファメニンＢ、ベンズアミジン−ＨＣｌ、ベスタチン−ＨＣｌ、ＣＡ−０７４、ＣＡ−０７４−Ｍｅ、カルパイン阻害薬Ｉ、カルパイン阻害薬ＩＩ、カテプシン阻害薬Ｚ−Ｐｈｅ−Ｇｉｙ−ＮＨＯ−Ｂｚ−ｐＭｅ、キモスタチン、ＤＦＰ（フルオロリン酸ジイソプロピル）、ジペプチジルペプチダーゼＩＶ阻害薬Ｈ−Ｇｉｕ−（ＮＨＯ−Ｂｚ）Ｐｙｒ、ジプロチンＡ、Ｅ−６４、Ｅ−６４ｄ（ＥＳＴ）、エベラクトンＡ、エベラクトンＢ、ＥＤＴＡ−Ｎａ２、ＥＧＴＡ、エラスタチナール、ヒルジン、ロイヒスチン(Leuhistin)、ロイペプチンヘミ硫酸塩、ヒト血漿由来の（α）２−マクログロブリン、４−（２−アミノエチル）−ベンゼンスルホニルフルオリド塩酸塩、ペプスタチンＡ、フェベスチン、フェニルメチルスルホニルフルオリド、ホスホラミドン、（１−クロロ−３−トシルアミド−７−アミノ−２−ヘプタノンＨＣｌ、（１−クロロ−３−トシルアミド−４−フェニル−２−ブタノン）、卵白由来のトリプシン阻害薬（オボムコイド）、およびダイズ由来のトリプシン阻害薬が挙げられる。

本特許請求の範囲および開示されている本発明の概念において使用される粒子はまた、可溶化剤、および増量剤に加えて、少量のブチル化ヒドロキシトルエン、グリセリン、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、レシチン、酸化防止剤、トコフェロール、ドコサヘキサエン酸、およびピロチオデカンも含有し得る。付加的な薬学上許容可能な添加剤のいくつかの例としては、限定されるものではないが、ラクトース、グルコースおよびスクロースなどの糖；コーンスターチおよびバレイショデンプンなどのデンプン；トラガカントガム粉末；麦芽；ゼラチン；タルク；カカオバターおよび座薬用ワックスなどの賦形剤；プロピレングリコールなどのグリコール；グリセリン、ソルビトール、マンニトールおよびポリエチレングリコールなどのポリオール；オレイン酸エチルおよびラウリン酸エチルなどのエステル；寒天；水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムなどの緩衝剤；パイロジェンフリー水；等張生理食塩水；リンゲル液、エチルアルコールおよびリン酸緩衝液、ならびに医薬処方物に使用される他の無毒の適合する物質が挙げられる。湿潤剤、乳化剤およびラウリル硫酸ナトリウムおよびステアリン酸マグネシウムなどの滑沢剤、ならびに着色剤、離型剤、コーティング剤、甘味剤、香味剤および芳香剤、防腐剤および酸化防止剤もまた、処方者の要望に応じて、組成物中に含めることができる。薬学上許容可能な酸化防止剤の例としては、アスコルビン酸、塩酸システイン、重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウムなどのような水溶性酸化防止剤；パルミチン酸アスコルビル、ブチル化ヒドロキシアニソール（ＢＨＡ）、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、レシチン、没食子酸プロピル、α−トコフェロールなどのような油溶性酸化防止剤；およびクエン酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ソルビトール、酒石酸、リン酸などのような金属キレート化剤が挙げられる。

単一投与形態を製造するために担体材料と組み合わせることができる有効成分の量は、特定の投与様式に応じて変わる。

水中油中固体型エマルジョンがポリマー前駆体および送達促進部分と混合されると、所望のサイズのポリマー液滴が生成され、粒子を作出することができる。一側面において、ポリマー／エマルジョン滴混合物の混合物は、液滴の形成に好適な装置から押し出されるかまたは分注される。任意の好適な装置を使用することができ、それは、一般的には、ポリマー／エマルジョン滴混合物を保持するためのチャンバーを含んでなり、そのチャンバーは分注出口またはチップを終端とする流体通路と流体連通している。分注チップは、混合物が前駆体液滴（別名微液滴）として排出されるオリフィスを有する。この技術は、シリンジおよび針などの単純な装置だけでなく、液滴生成用に特別設計された機械を使用して実行することができる。いくつかの液滴を同時に生成するためのスプレーノズルも使用することができる。これにかかわらず、当業者に理解されるように、ポリマー／エマルジョン滴の所望のサイズは、オリフィスの断面寸法および混合物の粘度に基づいて、さらに、液滴を生成するために使用される圧力（例えば、超音波ノズル内のガスの圧力／エネルギー）を制御することによって制御することができる。さらに、様々なサイズの液滴を生成するための技術は、使用されている特定の装置に応じて変わり得ることが認識されるであろう。一側面において、この技術は、送達が促進された液滴を生成するために混合物を霧状にすることを必要とし、これらの液滴は、選択したポリマーマトリックスに応じて、例えば、液滴を好適な架橋剤と接触させること、活性化放射線または熱に暴露すること、またはｐＨを変化させることによって、架橋して送達が促進された粒子を得ることができる。１つ以上の態様では、生成された液滴は架橋剤の溶液に滴状添加されるため、一般的に、浴中での粒子のコアセルベーションのために溶媒系中に分散された有効量の架橋剤の撹拌されたまたは撹拌中の浴が含まれる。１つ以上の態様では、有効量の持効性賦形剤もまた、架橋浴に含めることができる。いくつかの態様では、ポリマー／エマルジョン滴は、浴中での粒子のコアセルベーションおよびイオン性ゲル化のために架橋剤（および任意選択の持効性賦形剤）を含有する浴に加えられる。１つ以上の態様では、生成されたポリマー／エマルジョン滴は、生成後、架橋開始前に急速凍結される。例えば、下記により詳細に記載のとおり、生成された液滴は、架橋の前に、液体窒素と接触させてポリマー懸濁液を液滴形態に急速に凍結させることができる。

マトリックスに選択した特定のポリマー系に応じて、特定の架橋／硬化条件を選択することができることが認識されるであろう。活性剤に対するあらゆる有害作用を最小にするように様々な試薬が選択されると理解される。得られた粒子は、粒子全体にほぼ均一に分布しているエマルジョン滴を含む、自立した粒子形態の架橋ポリマーマトリックスを一般に含んでなる個別／別個の自立体である。１つ以上の態様では、送達促進部分は、いかなるポリマー分解にも関係なく、架橋ポリマーマトリックス／粒子の外面上に連続的に提示される。好ましくは、送達促進部分は、粒子の外面上に存在し、それらの官能基がＧＩの上皮表面、腸細胞、およびそれらの受容体と相互作用して、粒子の粘膜付着特性を高め、粒子の活性剤の吸収を促進することができるように配向される。

１つ以上の態様では、ポリマー懸濁液は、ポリマーベースビルディングブロックとしてアルギン酸ナトリウム（またはアルギン酸カリウム）を含んでなり、少なくとも１つの態様では、その後、それは、イオン交換によってより安定な（架橋）形態に変換される。治療薬の送達ビヒクルとして使用されるアルギナート粒子の製造は、アルギナートマトリックスのゲル化および架橋を含む。アルギナート材料のゲル形成は、ｐＨを低下させることによってまたはアルギナートポリマー構造内のグルロン酸単位の対を架橋するカルシウムイオン（Ｃａ＋２）などの二価カチオンで核生成を誘導することによって得られる。二価カチオンは、アルギン酸ナトリウムまたはアルギン酸カリウムの架橋に使用することができる。本発明での使用に好適な二価カチオンには、アルギナートとの相互作用の際にゲルを形成することが可能な任意のイオンが含まれる。より具体的には、二価カチオンは、好ましくは生体適合性である。１つ以上の態様では、二価カチオンは、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、およびそれらの組合せからなる群から選択される。有利には、二価カチオンは、アルギナートと反応して、各液滴が、活性剤と送達促進部分と、存在する場合には、任意選択の持効性賦形剤とが捕捉されているアルギナートマトリックスを含んでなる微粒子を得る。例えば、アルギン酸ナトリウムまたはアルギン酸カリウム液滴を塩化カルシウム（例えば、１重量％〜４０重量％、好ましくは１〜２４重量％または任意の有効濃度）または酢酸カルシウムの水溶液と接触させると、例えば、アルギナート液滴のナトリウム（またはカリウム）は、カルシウムで置き換えられる。この反応は室温（例えば、２０〜２５℃）以下で急速に起こり、その結果、コアセルベート沈殿物の形態で水性媒体から急速に分離するヘリックス−ヘリックス積載凝集体が形成される。

これにかかわらず、活性剤エマルジョンを封入している得られた粒子は、好ましくは、封入のための活性剤に応じて＜０．０１〜８％の範囲の水分（水）含有量まで乾燥させる。得られた粒子はまた、保存のために、フリーズドライおよび／または凍結乾燥させて粉末形態にすることもできる。粒子はゲルキャップで包装するか、またはプレス加工して好適な単位投与形態用の錠剤にすることができる。

本発明の方法のいくつかの態様は、液滴形成後、架橋の前に、液体ポリマー／エマルジョン混合物液滴を急速凍結させることを必要とする。例えば、本方法は、エマルジョン滴を含有するポリマー懸濁液を１２０ｋＨｚ超音波ノズルで液体窒素上へ噴霧し、それによって、所望の寸法を有する凍結された液滴（別名微液滴）を生み出すことを含む。態様により、所望の製品サイズおよび使用するノズルの能力に応じて、異なるサイズの液滴を生み出すことができることが認識されるであろう。

凍結された液滴は、次いで、適当な架橋剤と接触させ、ポリマーマトリックスを架橋させる。例えば、アルギナートの場合、凍結アルギナート微液滴は、エマルジョン滴と送達促進部分と、存在する場合には、持効性賦形剤とを含有するアルギナート懸濁液を、液体窒素上に噴霧することによって形成される。得られた凍結微液滴は、次いで、（例えば、濾過器、スプーンなどを用いで）集められ、ＣａＣｌ_２浴に移され、そこで、Ｃａ^＋２イオンにより個別の液滴中のアルギナートポリマーが架橋することから、それらは融解するにつれて架橋を開始し、それによって、架橋微粒子が形成される。言い換えれば、融解・架橋プロセスは、同時にまたはほぼ同時に起こり、融解中Ｃａ^＋２イオンが凍結アルギナート液滴に浸透するにつれて外側から内側へ進行する。コアセルベートは、融解中の２つの水相間の静電相互作用、それに続く、室温でのイオン性相互作用条件による液体からゲルへの材料転移としてのイオン性ゲル化の結果として形成される。

微液滴が解凍および融解するにつれて、融解中の液滴の表面は、架橋剤（すなわち、アルギナートの場合、Ｃａ^＋２イオン）と接触し、これらの架橋剤が液滴内のポリマーに達すると、各液滴内でゲル化および架橋プロセスが起こり、表面から内部へ進行する。分子間力によって水分子が追い出されるため、コアセルベーションの程度は、得られた生成物の断面寸法（すなわち、直径）に反比例する。１つ以上の態様では、液滴は、液滴全体を表面からコアまで完全に硬化／架橋させるのに十分な期間、架橋剤と接触を続ける。１つ以上の態様では、液滴は、架橋浴中で約４〜約６時間、撹拌される。本発明の方法は、コアセルベーション中の液滴の凝集を防ぎ、粒子の全体サイズまたは集塊作用を増大させるであろう液滴の融合を防ぐ。

粒子が架橋された後、それらは遠心分離によって架橋浴から除去され、水溶液（例えば、水）で数回洗浄される。あるいは、速放性粒子に関する態様では、架橋微粒子は付加的な持効性賦形剤を含有する水溶液で洗浄することができる。この方法の主な利点は、限定されるものではないが、例えば、約３μｍ〜約５μｍの粒径を有する粒子のバッチを含む、調製されたバッチ当たりの均一な粒径分布を得ることに基づいている。さらに、これらの粒子は、各粒子本体内に実質的に均一に分布したエマルジョン滴を含有する。本明細書において使用される場合、「粒径」への言及は、所与の粒子の最大表面間寸法、例えば、実質的に球状の粒子の場合、直径を指す。

一態様では、得られた架橋微粒子は、これらの微粒子が小腸の塩基性水性環境に曝され、これにより、微粒子の膨潤が起こり、活性剤を含有するエマルジョン滴のポリマーからの拡散が可能になるときに、活性剤を含有するエマルジョン滴の特徴的な放出を示す。そのような微粒子は、上記の手順に従って、ただし、促進する持効性賦形剤を用いずに製造される。別の態様では、架橋微粒子は、これらの微粒子が、マンニトールなどの促進する持効性賦形剤の存在下でポリマー懸濁液およびエマルジョン滴から製造されたときに、活性剤の特徴的なより速い放出を示す。開示されている方法は、１μｍより大きく、好ましくは１μｍ〜約１０００μｍ、より好ましくは１μｍ〜約２００μｍ、さらに好ましくは約１μｍ〜約２０μｍの粒径を有する粒子を製造することが可能である。

得られた微粒子は、多孔質構造および連続気泡および独立気泡を有する３次元ネットワークに架橋されたポリマー鎖（すなわち、ポリマーマトリックス）を特徴とする構造を有し、その中に、活性剤を含有するエマルジョン滴および他の構成要素を捕捉することができる。ポリマーマトリックスは、液体および気体に対して透過性である半剛体ネットワークを特徴とするが、これは、流れを示さず、定常状態において完全性を保持する。言い換えれば、微粒子はそれぞれ自立体である。用語「自立体」とは、いったん形成されたポリマーマトリックスは、外部支持構造なしにその形状を保持し、単にそれ自体の内力または重さによるだけでは変形しにくいことを意味する。自立体は、ゼリー、パテ、またはペーストのように柔軟ではなく、永久的に変形可能ではなく、または流動性を有するものでもないが、マトリックス本体が力を受けて一時的に曲がりまたは変形し得るように弾力性がある。言い換えれば、自立体は、わずかな圧縮および／または曲げの後に反動するかまたは跳ね返って元の形に戻る−ポリマーマトリックスは、十分な外圧または外力の作用下で亀裂が入るか、壊れるか、または剪断されることは理解される。従って、得られたポリマー微粒子はマトリックス型カプセル剤であり、これは、それらがコアシェル型カプセル剤の場合のように明確なシェルを有するのではなく、粒子本体の体積全体にわたって封入材料を保持することを意味する。

本明細書において論じられるように、微粒子は、腸内分解に抵抗性を示す。粒子本体は、胃酸であまり分解されず、小腸に局在することになる。理論に縛られることを望むものではないが、微粒子は、ポリマーマトリックスの粘膜付着特性と、それらの官能基が上皮層と相互作用し得るように粒子表面上に配向されている送達促進部分とによって促進され、小腸の上皮層に一時的に付着すると考えられる。１つ以上の態様では、胃の酸性ｐＨ環境への曝露は、ポリマーマトリックス中でのイオン交換を開始し、三次元構造を弱める。１つ以上の態様では、小腸の塩基性ｐＨ環境へのその後の曝露は、ポリマーマトリックスの鎖が互いに反発するにつれて、微粒子を膨潤および膨張させる。ポリマーマトリックスのこの「開口」はその粘膜付着特性を増大させ、活性剤を含有するエマルジョン滴を小腸の内側のすぐ近くに放出させ、血流への活性剤の取り込みの効率および効力を著しく増大させる。放出されたエマルジョン滴は、ペプチダーゼおよびプロテアーゼなどの分解酵素からのさらなる保護層を提供し、血流における最終的な分解の前に体内での活性剤の滞留時間を延ばす。従って、系全体が腸細胞と相互作用して、活性剤の経細胞輸送を促進する。１つ以上の態様では、送達促進部分はさらにこの取り込みプロセスを促進する。ポリマーマトリックス自体は、その後、除去され、通常のＧＩ機構を通して排泄される。

１つ以上の態様では、エマルジョン滴は、自立したポリマー粒子の代わりに担体マトリックス中に分散されている。すなわち、上記のポリマーマトリックス粒子を使用する代わりに、エマルジョン滴を別の種類のビヒクルまたは担体を介して送達することができる。担体マトリックスの例には、例えば、ヒドロゲル、液体ポリマー系などのような、様々な種類のゲルまたは液体担体組成物が含まれ、これらは次いで、経口投与に好適な投与形態（例えば、ゲルキャップなど）に含めることができる。エマルジョン滴はまた、それ自体を、ゲルキャップ、カプセル剤などに直接封入することができるし、または溶液もしくは懸濁液（すなわち、液体単位投与形態）を介して送達することもできる。いくつかの態様では、少量のポリマー（例えば、キトサン）が、エマルジョン滴の内部にまたは個別の液滴の周囲の架橋コーティング／シェルとして、エマルジョン滴とともに含まれ得る。エマルジョン滴は、次いで、投与のために担体マトリックス中に分散させることができる。

１つ以上の態様では、エマルジョン滴および／または微粒子は、活性剤を対象に送達するために使用される。１つ以上の態様では、エマルジョン滴および／または微粒子は、活性剤を対象に経口投与するための単位投与形態で使用することができる。用語「単位投与形態」とは、ヒト用途または動物用途の単位投与量として好適な物理的に別個の単位を指す。各単位投与形態は、所望の効果を生み出すように計算された、担体中の所定の量の活性剤を含有し得る。

実際には、エマルジョン滴および／または微粒子は、それを必要とする対象に投与される。本発明の態様によれば、経口投与経路が特に好ましい；しかしながら、それは必ずしも他の投与様式を排除するものではない。１つ以上の態様では、治療方法は、治療上有効な量の活性剤を含んでなるエマルジョン滴および／または微粒子を対象に投与することを含んでなる。本明細書において使用される場合、「治療上有効な」量とは、研究者または臨床医によって求められている、組織、系、動物、またはヒトの生物学的または医学的応答を引き出す、特に、いくつかの所望の治療効果を引き出す活性剤の量を指す。当業者は、状態が完全には根絶されず、部分的に改善されたとしても、ある量は治療上有効であると考えられることを認識している。微粒子は、有利には、胃液に抵抗性を示す（すなわち、腸管抵抗性を示す）が、ＧＩ管の標的領域の環境と一致する条件で粒子が膨潤し活性剤を放出することが可能である。

関係している活性剤および条件に応じて、単回用量は十分な治療効果をもたらし得る。１つ以上の態様では、同じまたは異なる経路によって、追加の投与量を投与して、所望の予防的または治療的効果を達成することができる。エマルジョン滴および／または微粒子はまた、必要と考えられる場合には、プライム・ブーストレジメンを用いて投与することもできる。１つ以上の態様では、エマルジョン滴および／または微粒子は、毎日の治療レジメンの場合など、継続的治療の一部として対象に投与される。

態様に関係なく、いったん投与されると、微粒子は、好ましくは、ＧＩ管に局在し、ＧＩ管の内側の管腔内面に一時的に付着し、血流に入るそれらの活性剤ペイロードを放出し、次いで、粒子自体の残りの部分が排出される。言い換えれば、本発明の様々な態様による微粒子は、それ自体が腸粘膜を通過せず、腸粘膜を横断して腸血流に入る経粘膜通過は不可能である。むしろ、ポリマーマトリックスは、ＧＩ管で分解および／または膨潤され、活性剤を含有するエマルジョン滴を放出し、それは、腸血流中に選択的に吸収される（粒子の残りは含まない）。

本発明の様々な態様のさらなる利点は、本明細書における開示および下記の実施例を検討すれば当業者には明らかである。本明細書において記載される様々な態様は、本明細書において特に断りのない限り、必ずしも相互に排他的ではないことが認識されるであろう。例えば、一態様において記載されまたは描かれた特徴は他の態様にも含まれ得るが、必ずしも含まれるわけではない。従って、本発明は、本明細書において記載される特定の態様の様々な組合せおよび／または統合を包含する。

本明細書において使用される場合、表現「および／または」は、２つ以上の項目のリストにおいて使用されるとき、リストに記載された項目のいずれか１つが単独で使用され得るかまたはリストに記載された項目の２つ以上の任意の組合せが使用され得ることを意味する。例えば、組成物が成分Ａ、Ｂ、および／またはＣを含有または排除すると記載されている場合、その組成物は、Ａ単独；Ｂ単独；Ｃ単独；ＡおよびＢの組合せ；ＡおよびＣの組合せ；ＢおよびＣの組合せ；またはＡ、Ｂ、およびＣの組合せを含有または排除することができる。

本明細書はまた、本発明の様々な態様に関する特定のパラメーターを定量化するために数値範囲も使用する。数値範囲が提供されるとき、そのような範囲は、その範囲の低位値を列挙するだけのクレーム限定、ならびに、その範囲の上限値を列挙するだけのクレーム限定に対する文字どおりの支援を提供すると解釈されるべきであると理解されるべきである。例えば、約１０〜約１００の開示されている数値範囲は、「約１０より大きい」（上限なし）と記載しているクレームおよび「約１００未満」（下限なし）と記載しているクレームに対する文字どおりの支援を提供する。

以下の実施例により本発明による方法を述べる。しかしながら、これらの実施例は例示として提供され、その中のいかなるものも本発明の全範囲に対する限定として解釈されるべきではないと理解されるべきである。

実施例１：インスリンマイクロエマルジョンを含有するアルギン酸ナトリウム微粒子の製造
多相エマルジョンを、インスリン、β−カロテンおよび油と界面活性剤とからなる一次エマルジョンを作出し、その後、これらの一次エマルジョンを、標的化分子の添加で修飾したアルギナートの水性混合物中に懸濁し、第２の、より高次の懸濁液を得る多段階プロセスで生成した。

亜鉛−インスリンの処方物は、ｍ−クレゾールおよびグリセリンの存在下でＨＣｌおよびＺｎＣｌ_２中にインスリンを添加することによって製造した。０．１Ｎ ＨＣｌ溶液は、１００ｍＬのＨＰＬＣグレードの水を８３μＬのＨＣＬと合わせ、室温で十分に混合することによって調製した。別の容器中で、０．１Ｎ ＮａＯＨ溶液を、２０ｍＬのＨＰＬＣグレードの水を８０ｍｇのＮａＯＨと合わせ、続いて、完全に溶けるまで室温で撹拌プレート上で混合を行うことによって調製した。ＺｎＣｌ_２の溶液は、所望の量のＺｎＣｌ_２を１０ｍＬのＨＰＬＣグレードの水に混ぜ入れ、続いて、室温でよく混合を行うことによって調製した。インスリン１００ＩＵ当たりおよそ０．０３４ｍｇのＺｎを使用する。

処方物は、室温で撹拌プレート上の５０ｍＬビーカー中で調製した。最初に、４０ｍＬの０．１Ｎ ＨＣｌをビーカーに加え、続いて、ピペットを使用して３．１９２ｍＬのＺｎＣｌ２溶液を加えた。次に、０．１８０ｍＬのｍ−クレゾール（３．７ｍｇ／ｍｌ）を、ピペットを使用してビーカーに加え、続いて、０．９６０ｍＬのグリセリン（２４ｍｇ／ｍｌ）を加えた。この混合物を室温で５分間撹拌した（撹拌速度：１）。次に、この溶液に、およそ７５０ｍｇのインスリン粉末（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ社製；溶解度 ０．０１Ｎ ＨＣｌ中インスリン２０ｍｇ／ｍｌ）を加え、続いて、完全に溶けるまで撹拌を行った。場合によっては、溶液のｐＨは、グリセリンを添加する前に確認し、必要に応じて、ＨＣｌまたはＮａＯＨでｐＨ７．０に調整することができる。この実施例では、使用したインスリンの実際の量は７３０．６ｍｇであると算出された。

図３に示す装置を使用してＢＣＣの調製を行った。最初に、反応槽（Ａ）中で、５ｇのＬｙｃｏＲｅｄ社製β−カロテン（ヒマワリ油中Ｌｙｃ−Ｏ−ベータ ３０％懸濁液、ロット番号ＢＣＳ−３０−０１１６０２）を１００ｍＬのアセトン溶液と合わせた。次に、３ｇのＮａＣｌを二ツ口丸底フラスコ（Ｂ）に入れ、示されているように、丸底二ツ口フラスコの上に位置する分液漏斗（Ｃ）に、ある量の硫酸を入れた。共に、ＢおよびＣはＨＣｌガス発生器としての役目を果たす。

分液漏斗のコックを開いて、フラスコ内のＮａＣｌ中に硫酸を滴状添加した。これにより、安定したＨＣｌガス流が発生し、β−カロテンを含む反応槽に直接流れた（図３、Ａ）。ガス曝露を室温でおよそ３０分間継続し、その後、分液漏斗のコックを閉じることによってＨＣｌの生成を止め、一ツ口フラスコ（Ａ）をアセンブリーから取り外し、周囲の空気に暴露して反応生成物を酸素化した。その後、得られたβカロテンの塩素化生成物（本明細書ではβ−クロロ−カロテンまたは「ＢＣＣ」と呼ぶ）を蒸留によって分離した。

反応槽（Ａ）を蒸留装置に取り付け、（図４）、アルミニウム箔で覆い（示していない）、加熱して蒸留を開始し、生成物からアセトンを除去した。蒸留したアセトンをフラスコに集めた。蒸留が完了した後、反応槽を室温に冷却した。得られたＢＣＣは、使用まで４℃で保存するために２００ｍＬ瓶に移した。

亜鉛−インスリン錯体処方物を４℃で９，０００ｒｐｍで１５分間遠心分離し、続いて、上清を除去し、インスリン沈殿物を得た。後の使用のために上清を集めた。一次エマルジョンは、２００ｍｇのβ−カロテン（ＬｙｃｏＲｅｄ社製）を５０ｇのヒマワリ油に溶解することによって調製した。次に、６ｍｌのβ−カロテン／油混合物を７２０ｍｇのスパン８０に加え、一次エマルジョンを得た。一次エマルジョンを氷浴中で３０秒間均質化した（レベル６）後、インスリン沈殿物を加え、さらに１分間氷浴中で均質化した。次いで、得られたＳ／Ｏエマルジョンを冷却したツィーン−８０（１００ｍＬのＨＰＬＣグレードの水中１００ｍｇ）に加え、続いて、３分間均質化を行ってエマルジョン粒子を安定化させ、水中油中固体型（Ｓ／Ｏ／Ｗ）マルチプルエマルジョンを得た。

Ｓ／Ｏ／Ｗマルチプルエマルジョンを高圧ホモジナイザ−に入れ、およそ１０，０００ｐｓｉで３回均質化した。このエマルジョンは、代わりに、超音波プローブ超音波処理によって調製することができる。

インスリンエマルジョンを用いてアルギン酸ナトリウム（ＮａＡＡ）ゲルを調製するために、Ｓ／Ｏ／Ｗエマルジョンを１７ｍｇのアルギン酸ナトリウムと混合し、スパチュラで混合してペーストを形成した。上記で集めた上清を加え、続いて、ＨＰＬＣグレードの水（総量３００ｍＬ）を加えた。次に、調製したＢＣＣをアルギナート混合物に加え、十分に混合した。

２５ｇのＣａＣｌ_２を５００ｍＬのＨＰＬＣグレードの水と混合し、続いて、０．２μｍのＮａｌｇｅｎｅ社製フィルターで濾過を行うことによって調製した５％ＣａＣｌ_２溶液を使用して微粒子を生成した。この溶液の浴は架橋工程のために作った。

Ｂｕｃｈｉ社製スプレーノズルを使用して、５ｐｓｉのＮ_２ガス下、３．０ｍＬ／分の速度でＢＣＣ−ＮａＡＡゲル処方物をエアロゾル化した。具体的には、４５ｍＬのＢＣＣ−ＮａＡＡ処方物をシリンジに充填し、Ｈａｒｖａｒｄ社製シリンジポンプに接続した。架橋のために、液滴をＣａＣｌ_２浴に噴霧した。得られた粒子をＣａＣｌ_２溶液中で３０分間ゲル化させ、その後、濾過し、濾液を分析用に取っておいた。得られた粒子をＨＰＬＣグレードの水で３回洗浄し、ペトリ皿に移し、そこでそれらを液体窒素で凍結させ、最後に４８時間凍結乾燥させた。

得られた球状粒子を図５Ａに代表的な形態で示す。図５Ｂにおいて、ＳＥＭ画像は代表的な粒子を示す（約３０〜３２μｍの粒径を示している）。図６Ａおよび６Ｂは、粒子の内部を示し、ここでは、粒子マトリックス中に分散されたエマルジョン滴が見られる。

実施例２：総インスリン濃度についてのマイクロエマルジョン粒子の試験
最終エマルジョンに組み込まれた総インスリン量を、上記の調製物からの溶出によって測定した。実施例１の基本プロトコールを用いて、３種の異なるインスリン含有マイクロエマルジョン粒子を最初に生成した。処方物を下記の表１に定義する。処方物ＴＡ−３およびＴＡ−４は、亜鉛錯体化インスリンのエマルジョンを用いて作製した。これらの処方物はＢＣＣの添加の点で異なり、ＴＡ−３はＢＣＣを含むが、ＴＡ−４は含まなかった。処方物ＴＡ−７は、ＢＣＣを含むが、ｍ−クレゾール、亜鉛、またはグリセリンを含まずに０．０１Ｎ ＨＣｌに溶解した非錯体化インスリン粉末を用いて作製した。

記載した各処方物の調製後、各処方物中に含まれるインスリンの量を、ＮａＯＨでインスリンを溶出することによってアッセイした。ＮａＯＨは、粒子を膨潤させ、捕捉された活性剤を粒子から周囲の媒体へ拡散させる役割を果たす。このようにして溶出されたインスリンの量をＨＰＬＣにより測定し、平均実験用量（ＩＵ／ｋｇ）として下記に示す。

実施例３：げっ歯類モデルにおけるマイクロエマルジョン粒子のイン・ビボ（ｉｎ ｖｉｖｏ）試験
表１で生成されたインスリン含有エマルジョン粒子の薬物動態は、膵島β細胞を除去し広く使用されている１型糖尿病モデルを誘導するためにストレプトゾトシン（ＳＴＺ）で処置した１０週齢のＳｐｒａｇｕｅ−Ｄａｗｌｅｙ（ＳＤ）ラット（Ｃｈａｒｌｅｓ Ｒｉｖｅｒ ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）においてアッセイした。動物を１０日間にわたって毎日携帯用グルコメーターを用いて血中グルコースレベルについてモニタリングし、インスリン産生の中断を確認した。高血糖を示した動物を各群に選択した。試験手順の前に、動物の体重を計り、体重に基づいて無作為に群に分けた。次いで、投与前に５時間、総てのラットを絶食させた。

膵島β細胞の不在下では、これらの動物は、内因性インスリンを産生せず、全てのインスリンは、化合物の活性剤によって起こり得る。実施例２、表１に記載した処方物を用いて、各エマルジョンから経口投与されたインスリンのバイオアベイラビリティを立証した。対照動物には５ＩＵ／ｋｇｓ．ｃ．または２．５ＩＵ／ｋｇ ｉ．ｖ．（静脈投与）を与え、一方、実験動物には５０ＩＵ／ｋｇのマイクロエマルジョン粒子を経口投与した。食物は投与後直ちに戻し、２４時間にわたって示された時点（１５、３０、３０、６０、９０、１２０、１５０、１８０、２１０、２４０、２７０、３００、４８０、７２０、および１４４０）で採血した。全血を処理して血漿にし、インスリン量について分析した。

要するに、相対的バイオアベイラビリティは、任意の様々な投与経路に従って循環の中へ入る活性剤の量を決定する方法である。これらの測定値は皮下注射に対して正規化される。様々な投与経路と一致する非コンパートメントアプローチを用いてＷａｔｓｏｎ薬物動態ソフトウェア７．４．２（Ｔｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用して、パラメーターを推定した。総てのパラメーターは、個別の動物の血漿中のインスリン濃度から得た。各用量投与（許容可能な耐性限界内）の開始に対する名目サンプリング時間を用いてパラメーターを推定した。研究プロトコールに従って、有効成分の平均実験用量を用量正規化目的のために使用した、ｓ．ｃ．インスリン群、ｉ．ｖ．インスリン群、および実験群それぞれについては５．０ＩＵ／ｋｇ、２．５ＩＵ／ｋｇおよび５０ＩＵ／ｋｇ。

試験項目濃度−時間曲線下面積（ＡＵＣ）は、線形−対数線形台形法を用いて計算した。別々の時点で連続的に定量可能な試験物品濃度が３つ未満であるＰＫプロフィールについてはＡＵＣを計算しなかった。実際の場合、各濃度−時間曲線の最終排出相は、少なくとも最後の３つの観察された濃度値を用いて確認した。最終排出相の傾きは、重みなし濃度データに対する線形回帰を使用して決定した。無限遠へのＡＵＣの外挿が総面積の４０％を超える場合、かつ／または回帰点の数が３点未満である場合は、最終排出相の決定に依存するパラメーターを要約統計量から除外した。下記のパラメーターは有効数字３桁にして報告した。

５ＩＵ／ｋｇ（皮下）インスリン、５０ＩＵ／ｋｇ（経口（ｐ．ｏ．、すなわち、口を使う）投与）ＴＡ−３（亜鉛を含むＢＣＣ）、５０ＩＵ／ｋｇ（ｐ．ｏ．投与）ＴＡ−４（ＢＣＣを含まない亜鉛）、および５０ＩＵ／ｋｇ（ｐ．ｏ．投与）ＴＡ−７（亜鉛を含まないＢＣＣ）を投与した後、動物の血液から平均インスリン濃度および平均グルコース濃度を評価した。

現在のインスリン投与様式のモデルとして、対照動物にインスリンのｓ．ｃ．投与を行った。血液サンプルを次の２４時間にわたって採取し、様々な時点でアッセイして、血漿濃度についての参照曲線を確立した。これらの対照動物の血中インスリンレベルを図７Ａに示し、合わせて、血中グルコースを図７Ｂに示している、これらのデータは、ｓ．ｃ．投与後に典型的である血中のインスリンの急速な出現およびピークを示し、血中グルコースの低下に対応していることを示している。

エマルジョン充填粒子の３種の処方物を上記のとおりｐ．ｏ．投与した。データを例示している各処方物についての経時的なインスリン濃度を示している。図８は、ＢＣＣを含むエマルジョン中の亜鉛錯体化インスリン（ＴＡ−３）の５０ＩＵ／ｋｇ ｐ．ｏ．投与後の動物例の血中のインスリンおよびグルコースの濃度を示す。対照（ｓ．ｃ．注射した）動物と比較して、吸収された血中インスリンレベルのＴｍａｘおよびそれに対応する薬力学的効果は右側に時間シフトしている。

ＢＣＣを含まないエマルジョン粒子中の亜鉛錯体化インスリン（ＴＡ−４）の５０ＩＵ／ｋｇ ｐ．ｏ．投与も行った。図９は、投与後の動物例において得られた血中のインスリンおよびグルコースの濃度を示す。

図１０Ａは、この群の３個体の動物についての、ＢＣＣを含むエマルジョン中の非錯体化インスリン（ＴＡ−７）の５０ＩＵ／ｋｇ ｐ．ｏ．投与後の血中インスリン濃度を示す。図１０Ｂは、血中グルコースレベルを示す。

総ての群で、一部の動物の血液中にインスリンが検出され、投与直後または少し遅れて投与後３０分〜３時間までにピークに達する。これらの試験において、ＢＣＣを含むエマルジョン中の亜鉛錯体化インスリンは、投与後最短期間でインスリンの最高ピーク濃度を示した。ＢＣＣを含むエマルジョン中の非錯体化インスリンもまた、ＢＣＣ標的化を行わない亜鉛錯体化インスリンと同様に、（より低い濃度であるが）インスリンを血液中に効果的に送達した。群として、血中インスリン濃度およびそれぞれの薬力学応答曲線は、皮下インスリン注射を受けた対照のものに対して、Ｔｍａｘの時間シフトと吸収プロフィールの延長表示の両方を示す。加えて、ＴＡ−３およびＴＡ−４のデータは、吸収されたインスリンが門脈に直接入り、肝臓で吸収され、血中で検出される前に血中グルコースレベルに影響を及ぼすことを示し得る（肝臓効果）。

表２は、表１に記載した処方物の投与を行った動物例についての相対的バイオアベイラビリティの集計データを示している。ＢＣＣを含むアルギナート中の亜鉛錯体化インスリンのＴＡ−３処方物は、２５８％においてインスリンの最も高い相対的バイオアベイラビリティをもたらした。

実施例４：総インスリン濃度についてのマイクロエマルジョン／ナノエマルジョン粒子の試験
実施例１の基本プロトコールを用いて、３種の異なるインスリン含有マイクロエマルジョン粒子を生成した。ただし、全体の粒径は縮小し、平均粒径は直径約１００〜約５００μｍの範囲であった。処方物を下記の表１に定義する。処方物ＴＡ−１は、上記実施例２および３のＴＡ−３を再度使用した。処方物ＴＡ−６は、ナノサイズのエマルジョン粒子を用いて作製した。処方物ＴＡ−７（実施例２〜３のＴＡ−７とは異なる）は、上記実施例２および３の処方物ＴＡ−３を再度使用したが、この処方物を与えた動物には、吸収に対するその影響を研究するために、クリームチーズの高脂肪食も与えた。比較目的のために、処方物ＴＡ−５は、エマルジョン粒子を用いずに作製した（すなわち、インスリンはアルギナートマトリックス内に分散させた）。平均実験用量目標が約５４ＩＵ／ｋｇであった実施例３とは異なり、この実施例では、平均実験用量を約３３ＩＵ／ｋｇに減らした。

記載した各処方物の調製後、各処方物中に含まれるインスリンの量を、ＮａＯＨでインスリンを溶出することによってアッセイした。ＮａＯＨは、粒子を膨潤させ、捕捉された活性剤を粒子から周囲の媒体へ拡散させる役割を果たす。このようにして溶出されたインスリンの量をＨＰＬＣにより測定し、平均実験用量（ＩＵ／ｋｇ）として下記に示す。

実施例５：げっ歯類モデルにおけるさらなるインスリン含有マイクロエマルジョン粒子のイン・ビボ試験
エマルジョン粒子（サイズおよび存在）および化合物投与後の高脂肪食の利用可能性によって変わる、表３の定義に従って生成された第２のバッチのインスリン含有エマルジョン粒子の薬物動態を評価するために、実施例３に記載のとおりに第２の研究を行った。上記のように、実験は、膵島β細胞を除去し広く使用されている１型糖尿病動物モデルを誘導するために、ストレプトゾトシン（ＳＴＺ）で処置した１０週齢のＳｐｒａｇｕｅ−Ｄａｗｌｅｙ（ＳＤ）ラット（Ｃｈａｒｌｅｓ Ｒｉｖｅｒ ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）においてアッセイした。動物を１０日間にわたって毎日携帯用グルコメーターを用いて血中グルコースレベルについてモニタリングし、インスリン産生の中断を確認した。高血糖症を示した動物を各群に選択した。試験手順の前に、動物の体重を計り、体重に基づいて無作為に群に分けた。次いで、投与前に５時間、総てのラットを絶食させた。ＴＡ−１を与えた群は、さらに４時間食物を差し控え、一方、ＴＡ−５、６、および７を与えた群は、投与後すぐに食物を戻した。群ＴＡ−５およびＴＡ−６にはＰｕｒｉｎａ Ｒａｔ Ｃｈｏｗを与え、一方、ＴＡ−７にはクリームチーズを与えた。総てのエマルジョン粒子は、エマルジョン中にＢＣを、アルギナートマトリックス中にＢＣＣを含んだ。ＴＡ−５は、アルギナートマトリックス中にＢＣＣを含んだ。

３種のエマルジョン処方物と１種の非エマルジョン処方物を上記のとおりｐ．ｏ．投与し、５ＩＵ／ｋｇの対照ｓ．ｃ．投与と比較した。データを例示している各処方物についての経時的なインスリン濃度を示している。

図１１Ａは、５ＩＵ／ｋｇ非封入インスリンの対照ｓ．ｃ．注射後の血中インスリンを示している。図１１Ｂは、インスリンが血液中で検出されたときに始まり、その結果生じる血中グルコース濃度の低下を示す。

図１２は、亜鉛錯体化インスリンを含むマイクロエマルジョン粒子（ＴＡ−１）を投与した動物例についての血中インスリンおよび血中グルコース濃度を示す。図１３は、アルギナートマトリックス中に分散された亜鉛錯体化インスリン（エマルジョンなし、ＴＡ−５）を投与した動物例についての血中インスリンおよび血中グルコース濃度を示す。図１４Ａ〜Ｂは、亜鉛錯体化インスリンを含むナノエマルジョン粒子（ＴＡ−６）を投与した本研究における２個体の動物についての血中インスリンおよび血中グルコース濃度を示す。これらの図は、異なる処方物についてのインスリンの吸収と、その結果生じる血中グルコース濃度の低下を示している。

化合物の取り込みにおける食餌性脂肪の影響を評価するために、ＴＡ−７を投与した動物は、投与後の高脂肪食物への即時接近を可能にした。図１５Ａ、ＢおよびＣは、３個体の異なる動物についての、高脂肪の食餌への即時接近可能な状態での、ＢＣＣを含むエマルジョン中のインスリン（ＴＡ−７）の３３ＩＵ／ｋｇ ｐ．ｏ．投与後の血中インスリン濃度を示す。インスリンは急速にピークに達し、続いて、循環からの血中グルコースの処理が行われる。投与直後の食餌性脂肪の存在は、本発明の処方物を与えた動物におけるインスリンの取り込み／バイオアベイラビリティに影響を及ぼしたように思われる（表４参照）。

図１６Ａ〜１６Ｂは、インスリンのｓ．ｃ．投与と比較した、本研究でのいくつかの動物についての血中インスリンおよび血中グルコースレベルの収集データを示す。このデータにより、エマルジョン粒子はインスリンを経口的に送達するために使用することができ、インスリンのｓ．ｃ．投与に匹敵する効果的な結果を伴うことが実証される。

表４は、上記のＴＡ−７処方物を与えた３個体の動物例からのインスリンの相対的バイオアベイラビリティを示すアッセイの集計の概要を示す。

全体として、これらのデータは、インスリンは、効果的に保護され、本発明の化合物の経口投与後に生物活性形態で患者の血液中に送達され得ることを示している。これは、経口的かつ消化不活性化のない革新的な方法によるタンパク質薬を投与する能力の重要な進歩を表す。特定の標的化分子の存在は、循環への有効成分の効果的な侵入だけでなく、一度循環に入るとその物質の適当な活性を支援し得る。本発明のエマルジョン粒子処方物を調整することにより、さらに、投与されたタンパク質の新規な薬物動態および薬動力学が可能になる。

実施例５は、粒径を調整し、異なる平均溶出プロファイルを観察したという点で実施例３とは異なった。実施例３は、右にシフトしたＴｍａｘを示し、対照と比較して吸収が延長された。実施例５は、対照プロフィールにより近い平均プロフィールを有する。図１７は、ｓ．ｃ．対照と比較した、実施例３と実施例５との比較を示す。

Claims (47)

1. 活性剤を対象に経口送達するための複合微粒子であって、前記複合微粒子は、外面を有する自立体を含んでなり、前記自立体は、架橋ポリマーマトリックスと、前記ポリマーマトリックス全体に分布している複数のエマルジョン滴とを含んでなり、前記活性剤は、前記エマルジョン滴に封入されており、前記複合微粒子は、複数の送達促進部分をさらに含んでなり、ここで、前記送達促進部分の少なくとも一部は、前記自立体の外面上および／または前記エマルジョン滴上に提示され、前記複合微粒子は、腸内分解に抵抗性を示し、腸粘膜を通過して腸血流に入ることなく前記対象の胃腸管に局在することを特徴とする、複合微粒子。
2. 前記ポリマーマトリックスが、ポリビニルアルコール、ポリ（エチレングリコール）、ポリ乳酸、ポリ−Ｌ−乳酸、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、乳酸−グリコール酸コポリマー、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリ［Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド］、ヒアルロン酸、ゼラチン、セルロース誘導体、キサンタンガム、キトサン、アルギナート、およびペクチンからなる群から選択される架橋ポリマーを含んでなる、請求項１に記載の複合微粒子。
3. 前記エマルジョン滴が、前記活性剤と油と界面活性剤と、その中に封入された任意選択の送達促進部分とを含んでなる、請求項１または２に記載の複合微粒子。
4. 前記エマルジョン滴が、水中油中固体型エマルジョン中に活性剤を含んでなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合微粒子。
5. 前記送達促進部分が、前記ポリマーマトリックスとイオン的に、共有結合的に、または超分子的に結合している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の複合微粒子。
6. 前記送達促進部分が、前記ポリマーマトリックス内に物理的に捕捉されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の複合微粒子。
7. 前記送達促進部分が、前記エマルジョン滴内に包埋されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の複合微粒子。
8. 前記送達促進部分が、Ｃ６−Ｃ２８脂肪酸、イソプレノイド、ビタミン、シグナルペプチド、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の複合微粒子。
9. 前記ポリマーマトリックス全体に分布している１種以上の持効性賦形剤をさらに含んでなる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の複合微粒子。
10. 前記持効性賦形剤が、単糖類、二糖類、糖アルコール、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ソルビタン、ツィーン、ポリソルベート、ポロクサマー、キトサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項９に記載の複合微粒子。
11. 前記ポリマーマトリックス全体に分布している第２の活性剤をさらに含んでなる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の複合微粒子。
12. １００ｎｍ〜約１０００μｍの粒径を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の複合微粒子。
13. 前記エマルジョン滴が、５０ｎｍ〜約１０００ｎｍのサイズを有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の複合微粒子。
14. 前記活性剤が、治療薬および栄養補助剤、例えば、抗生物質、抗ウイルス薬、酸化防止剤、抗腫瘍薬、抗脂質薬、抗高血圧薬、心臓病薬、抗糖尿病薬、ビタミン、無機物、タンパク質、ペプチド模倣薬、微生物、モノクローナル抗体、および／またはＲＮＡもしくはＤＮＡ分子などからなる群から選択される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の複合微粒子。
15. 前記送達促進部分が、前記ポリマーマトリックス全体に分布している、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の複合微粒子。
16. 前記送達促進部分が、前記エマルジョン滴に封入されている、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の複合微粒子。
17. 前記送達促進部分の少なくとも一部が、前記自立体の両方の外面上および前記エマルジョン滴上に提示されている、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の複合微粒子。
18. 前記自立体上の前記送達促進部分が、前記エマルジョン滴上の前記送達促進部分と異なる、請求項１７に記載の複合微粒子。
19. 薬学上許容可能な担体中に分散された、治療上有効な量の複数の、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の複合微粒子を含んでなる、組成物。
20. 単位投与形態である、請求項１９に記載の組成物。
21. 前記単位投与形態が、経口投与に好適である、請求項２０に記載の組成物。
22. 前記単位投与形態が、カプセル剤、錠剤、液剤、および散剤からなる群から選択される、請求項２１に記載の組成物。
23. 活性剤を、それを必要とする対象に経口投与する方法であって、治療上有効な量の、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の微粒子または請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の組成物を前記対象に経口投与することを含んでなる、方法。
24. 治療上有効な量の活性剤を、それを必要とする対象に投与するための、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の組成物の使用。
25. 複合微粒子を形成する方法であって、
    ポリマー懸濁液を活性剤エマルジョンと合わせて混合物を得る工程（ここで、前記ポリマー懸濁液は、溶媒系中に分散されたポリマーマトリックス前駆体を含んでなり、かつ前記活性剤エマルジョンは、エマルジョンに封入された活性剤を含んでなり、かつ前記ポリマー懸濁液および／または前記活性剤エマルジョンは、複数の送達促進部分をさらに含んでなる）；ならびに
    前記混合物中の前記ポリマーマトリックス前駆体を架橋して、外面と、前記ポリマーマトリックス全体に分布している前記活性剤を含んでなる複数のエマルジョン滴とを有する自立体の形態の架橋ポリマーマトリックスを得る工程（ここで、前記送達促進部分の少なくとも一部は、前記自立体の外面上および／または前記エマルジョン滴上に提示され、前記自立体は、腸内分解に抵抗性を示す一方で腸粘膜を通過して腸血流に入ることなく対象の胃腸管内での局在が可能である）、
    を含んでなる、方法。
26. 前記活性剤エマルジョンが、水中油中固体型エマルジョンである、請求項２５に記載の方法。
27. 前記エマルジョンが、油と界面活性剤とを合わせて一次エマルジョンにすることによって調製された水中油中固体型マルチプルエマルジョンであり、前記水中油中固体型マルチプルエマルジョンを得るために、前記一次エマルジョンに固体形態の前記活性剤が均質化しながら加えられる、請求項２６に記載の方法。
28. 前記一次エマルジョンが、送達促進部分をさらに含んでなる、請求項２７に記載の方法。
29. 前記活性剤エマルジョンが、前記活性剤、油、界面活性剤、および任意選択の送達促進部分を含んでなる、請求項２５に記載の方法。
30. 前記送達促進部分が、前記ポリマー懸濁液中に提供される、請求項２５に記載の方法。
31. 前記送達促進部分が、前記活性剤エマルジョン中にさらに提供される、請求項３０に記載の方法。
32. 前記ポリマー懸濁液中の前記送達促進部が、前記活性剤エマルジョン中の前記送達促進部分と異なる、請求項３１に記載の方法。
33. 前記架橋が、前記混合物を架橋剤の溶液に滴状添加して前記自立体を得ることを含んでなる、請求項２５〜３２のいずれか一項に記載の方法。
34. 前記添加が、前記混合物の液滴を生成し、前記液滴を前記架橋剤溶液中に滴下することを含んでなる、請求項３３に記載の方法。
35. 前記混合物の前記液滴を急速凍結させて凍結液滴を得た後に、前記凍結液滴を前記架橋剤溶液中に滴下することをさらに含んでなる、請求項３４に記載の方法。
36. 前記急速凍結が、前記液滴を液体窒素と接触させることを含んでなる、請求項３５に記載の方法。
37. 活性剤を対象に経口送達するための微粒子であって、前記微粒子は、外面を有する自立体を含んでなり、前記自立体は、エマルジョン滴に封入された活性剤を含んでなり、ここで、そのエマルジョン滴は、複数の送達促進部分をさらに含んでなり、前記送達促進部分の少なくとも一部は、前記エマルジョン滴の外面上に提示されている、微粒子。
38. 前記エマルジョン滴が、５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの粒径を有する、請求項３７に記載の微粒子。
39. 前記エマルジョン滴が、前記活性剤、油、界面活性剤、および送達促進部分を含んでなる、請求項３７または３８に記載の微粒子。
40. 前記エマルジョン滴が、水中油中固体型エマルジョン中に前記活性剤を含んでなる、請求項３７〜３９のいずれか一項に記載の微粒子。
41. 前記送達促進部分が、前記エマルジョン滴内に包埋されている、請求項３７〜４０のいずれか一項に記載の微粒子。
42. 前記送達促進部分が、Ｃ６−Ｃ２８脂肪酸、イソプレノイド、ビタミン、シグナルペプチド、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項３７〜４１のいずれか一項に記載の微粒子。
43. 前記活性剤が、治療薬および栄養補助剤、例えば、抗生物質、抗ウイルス薬、酸化防止剤、抗腫瘍薬、抗脂質薬、抗高血圧薬、心臓病薬、抗糖尿病薬、ビタミン、無機物、タンパク質、ペプチド模倣薬、微生物、モノクローナル抗体、および／またはＲＮＡもしくはＤＮＡ分子などからなる群から選択される、請求項３７〜４２のいずれか一項に記載の微粒子。
44. 薬学上許容可能な担体中に分散された、治療上有効な量の複数の、請求項３７〜４３のいずれか一項に記載の微粒子を含んでなる、組成物。
45. 単位投与形態である、請求項４４に記載の組成物。
46. 前記単位投与形態が、経口投与に好適である、請求項４５に記載の組成物。
47. 前記単位投与形態が、カプセル剤、錠剤、液剤、および散剤からなる群から選択される、請求項４６に記載の組成物。

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