JP2021514941A - ビリルビン誘導体基盤の診断および治療用超音波造影剤 - Google Patents

ビリルビン誘導体基盤の診断および治療用超音波造影剤 Download PDF

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Abstract

本発明は、ビリルビン誘導体基盤の診断および治療用超音波造影剤に関する。本発明のビリルビン誘導体を含む微細粒子は、活性酸素種(reactive oxygen species,ROS)に敏感に反応し、疎水性薬物と結合し、酸化鉄ナノ粒子を含む金属を効果的にキレートすることができる。したがって、本発明の微細粒子は、超音波診断用造影剤として使用できると共に、磁気共鳴映像診断用造影剤、および疎水性およびプラチナ基盤薬物の伝達体として有用に使用され得る。
【選択図】図1

Description

本特許出願は、2018年2月5日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第10−2018−0014160号に対して優先権を主張し、前記特許出願の開示事項は、本明細書に参照として挿入される。
本発明は、ビリルビン誘導体基盤の診断および治療用超音波造影剤に関する。
超音波(ultrasound)は、ヒトの可聴音域より高い範囲である20000Hz以上の周波数を有する音波のことを指し、このような超音波を用いて人体内部の臓器や骨、筋肉組織、血液など多様な境界面で音波の拡散、反射、吸収および散乱を通じて生成された信号の差異を映像で具現したものを超音波映像(ultrasonography)という。医療診断用超音波映像装置は、現在最も広く使用される診断技術の一つであって、移動性と接近性に優れていると同時に、磁気共鳴映像(magnetic resonance imaging,MRI)、コンピュータ断層撮影(Computed tomography,CT)などの技法に比べて最も安全であり、速くて、低費用高効率の診断技法である。しかしながら、MRI、CT、PETのような技法と比較して映像の質が低いため、映像の質を改善するために多様な超音波造影剤が開発されている。
超音波造影剤は、疎水性のガスコア(gas core)が中心に位置し、これをタンパク質、リン脂質、または高分子などからなるシェル(shell)が取り囲んでいるマイクロバブル(micro bubble)またはナノバブル(nano bubble)の形態である。気体状態である超音波造影剤のバブルが液体状態の血液に流入した後、超音波に露出すれば、共鳴現象が発生して超音波散乱が起こり、映像信号が増強されてさらに明確な映像を得ることができる。しかしながら、所望の位置の映像を増強させるためには、造影剤のバブルが気体と液体の界面で温度や圧力変化によって破裂してはならない。したがって、超音波造影剤を取り囲むシェルを成す物質は、バブルに構造的な安定性を付与しなければならないし、また、体内の免疫体系による影響も少ないことが要求される。親水性分子の場合、所望の目標地点に到達する前に、体内免疫体系により処理される可能性が高いため、超音波造影剤の中心部(core)と接触面を成す物質は、主に疎水性分子が研究されてきた。
最近、超音波を用いて疾病を診断する領域から離れて、非侵襲的な方法で疾病を治療する研究が試みられている。特に超音波を1ヶ所に集中させて体内組織の温度を体温以上に加熱(tissue heating)して細胞の壊死を誘導したり、短い時間に高温に露出させて(ablative therapy)組織を除去する方法が開発され、ひいては、超音波造影剤を薬物伝達体として利用して診断と治療を同時に行うことができる造影剤粒子の開発も行われている。
韓国特許登録第10−1681299号公報
本発明者らは、超音波を用いて診断と治療を同時に行うことができる新しい超音波造影剤粒子を開発するために鋭意研究努力した。これにより、ビリルビンに親水性分子を導入して製造した両親媒性のビリルビン誘導体が疎水性ガスをコアとする超音波造影剤粒子のシェルとして使用され得、活性酸素種(reactive oxygen species,ROS)に敏感に反応し、酸化鉄ナノ粒子を含む金属を効果的にローディングまたはキレートすることができることを確認することによって、本発明を完成することになった。
したがって、本発明の目的は、内部に疎水性ガスを含むコア(core)部と;前記コア部の表面を囲むビリルビン誘導体を含むシェル(shell)層と;を含む微細粒子を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記微細粒子を含む超音波造影剤を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前記微細粒子を含む超音波造影剤の有効量を患者に投与する段階と;前記患者の身体の一部または組織をイメージングする段階と;を含む患者の診断的イメージング方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前記微細粒子を含む超音波造影剤の有効量を患者に投与する段階と;前記患者の身体の一部または組織の病変を治療する段階と;を含む患者の治療的イメージング方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前記微細粒子の製造方法を提供することにある。
本発明の一様態によれば、本発明は、内部に疎水性ガス(gas)を含むコア(core)部と;ビリルビン誘導体を含み、前記コア部の表面を取り囲むシェル(shell)層と;を含む微細粒子を提供する。
本発明の「微細粒子」は、内部に疎水性ガスを含むコア部と、前記コア部の表面を取り囲むシェル層とを含むバブル(泡、bubble)構造を有している。したがって、本発明の微細粒子は、「微細バブル」または「微細バブル」と同義語である。また、本発明の「微細粒子」は、1nm〜100μmの粒子サイズを有する。したがって、「微細粒子」は、「ナノバブル(nano bubble)」または「マイクロバブル(micro bubble)」という用語と混用され得る。
また、本発明の微細粒子は、超音波映像の信号を増強させることができる造影剤として使用可能である。超音波造影剤は、体内に注入されたナノまたはマイクロサイズのバブルの界面で発生する超音波の信号差異を診断に用いるものである。超音波造影剤は、一般的にガスコア(core)をタンパク質、脂質、または高分子などからなる薄い膜(シェル、shell)で取り囲む構造を有する。
超音波造影剤のガスコアは、気体状態である分子が有する特性上、表面張力および外部圧力の変化に敏感である。したがって、超音波造影剤は、血液での安定性が、液体が固体状態の造影剤に比べて低いほうである。超音波造影剤が血液内で安定した状態を維持するためには、血液内で溶解度の低い疎水性のガスを造影剤のガスコアとして使用しなければならない。そして、造影剤のシェル層を成す物質は、気体と液体の界面で温度や圧力の変化によってバブルが破裂しないように構造的な安定性を付与しなければならないし、体内の免疫体系による影響が少ないことが要求される。
本発明は、上記した微細粒子のシェル層を成す物質としてビリルビン誘導体(bilirubin derivatives)を使用することを技術的特徴とする。
換言すれば、本発明の微細粒子は、ビリルビン誘導体を含むシェル層を成す物質としてビリルビン誘導体を使用することを技術的特徴とする。したがって、本発明の微細粒子の疎水性ガスは、当業界において使用され得るいかなる疎水性ガスでも使用され得る。
本発明の一実施例によれば、前記疎水性ガスは、例えば空気、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素、サルファーヘキサフルオリド(sulfur hexafluoride,SF)およびC〜C10のペルフルオロカーボン(perfluorocarbon,PFC)よりなる群から選ばれるが、必ずこれに限定されるものではない。前記C〜C10のペルフルオロカーボン(perfluorocarbon)の例としては、ペルフルオロブタン(perfluorobutane)、ペルフルオロペンタン(perfluoropentane)、オクタフルオロプロパン、デカフルオロペンタン(decafluoropentane)などがある。
本発明の一具現例によれば、本発明の前記ビリルビン誘導体は、ビリルビンに親水性分子が共有結合されたものである。前記ビリルビン誘導体は、疎水性のビリルビンと親水性分子が共有結合されて両親媒性を有する。
本明細書において用語「親水性(hydrophilicity)」は、主に極性物質に現れる傾向であって、水と強い親和力を有し、水に溶解する性質を意味する。例えば、親水性高分子化合物は、水によく溶解し、親水性物質をコーティングした固体表面上に水滴を落とした場合の接触角は、90°以下である。
本明細書において用語「疎水性(hydrophobicity)」は、非極性物質に現れる傾向であって、水分子から排除されて凝集することをいう。疎水性物質が親水性液体内にある場合には、疎水性物質間の疎水性結合が増加して疎水性物質が凝集する。疎水性高分子化合物をコーティングした固体表面の上に水滴を落とした場合の接触角は、90°以上になる。
本発明の具体的な具現例によれば、前記親水性分子(化合物)は、デキストラン(dextran)、カルボデキストラン(carbodextran)、ポリサッカライド(polysaccharide)、サイクロデキストラン(cyclodextran)、プルロニック(pluronic)(登録商標)、セルロース(cellulose)、デンプン(starch)、グリコーゲン(glycogen)、カルボハイドレート(carbohydrate)、単糖類(monosaccharide)、二糖類(disaccharide)およびオリゴ糖類(oligosaccharide)、ポリペプチド(polypeptide)、ポリホスファゼン(polyphosphagen)、ポリラクチド(polylactide)、ポリ(乳酸−コ−グリコール酸)(poly(lactic−co−glycolic acid))、ポリカプロラクトン(polycaprolactone)、ポリアンヒドリド(polyanhydride)、ポリマレイン酸(polymaleic acid)およびポリマレイン酸の誘導体、ポリアルキルシアノアクリレート(polyalkylcyanoacrylate)、ポリヒドロキシブチレート(polyhydroxybutylate)、ポリカーボネート(polycarbonate)、ポリオルソエステル(polyorthoester)、ポリエチレングリコール(polyethyleneglycol,PEG)、メトキシポリエチレングリコール(methoxy polyethyleneglycol,mPEG)、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンイミン(polyethylenimine)、ポリ−L−リジン(poly−L−lysine)、ポリグリコライド(polyglycolide)、ポリメチルメタクリレート(polymetacrylate)、ポリビニルピロリドン(polyvinylpyrrolidone)、ポリ(アクリレート)(poly[acrylate])、ポリ(アクリルアミド)(poly[acrylamide])、ポリ(ビニルエステル)(poly[vinylester])、ポリ(ビニルアルコール)(poly[vinyl alcohol])、ポリスチレン(polystryene)、ポリオキシド(polyoxide)、ポリエレクトロライト(polyelectrolyte)、ポリ(1−ニトロプロピレン)(poly[1−nitropropylene])、ポリ(N−ビニルピロリドン)(poly[N−vinyl pyrrolidone])、ポリビニルアミン(poly[vinyl amine])、ポリ(ベータ−ヒドロキシエチルメタアクリレート)(Poly[beta−hydroxyethylmethacrylate])、ポリエチレンオキシド(Polyethyleneoxide)、ポリ(エチレンオキシド−b−プロピレンオキシド(Poly[ethylene oxide−bpropyleneoxide])およびポリリジン(Polylysine)よりなる群から選ばれ、当業界において使用され得るいかなる親水性分子でも使用され得る。
本発明の前記親水性分子は、ビリルビンのカルボキシル基に共有結合されて、親水性/両親媒性ビリルビン誘導体を形成する(Amphiphiles:Molecular Assembly and Applications(ACS Symposium Series) 1st Edition by Ramanathan NagarajanおよびVarious Self−Assembly Behaviors of Amphiphilic Molecules in Ionic Liquids By Bin Dong and Yanan Gao,DOI:10.5772/59095参照)。親水性分子が共有結合された形態のビリルビンは、両親媒性を有する。したがって、水溶性溶媒に溶解が可能であると共に、自発的に自己組織化(self−assembled)して粒子を形成するので、疎水性および親水性製剤の両方に対して適用が可能である。本発明の実施例から確認されたように、本発明者らは、親水性化合物であるポリエチレングリコール(polyethyleneglycol,PEG)を使用してカルボン酸塩にアミド結合を形成する単純な反応によりペグ化ビリルビン(PEG−BR,Pegylated bilirubin)を製造した。
本発明の他の具体的な具現例によれば、前記親水性分子(化合物)は、ポリエチレングリコールまたはその誘導体である。前記ポリエチレングリコール誘導体は、例えば、メトキシPEG(methoxy polyethylene glycol)、PEGプロピオン酸のスクシンイミド(succinimide of PEG propionic acid)、PEGブタン酸のスクシンイミド(succinimide of PEG butanoic acid)、分岐状PEG−HNS(branched PEG−NHS)、PEGスクシンイミジルスクシネート(PEG succinimidyl succinate)、カルボキシメチル化PEGのスクシンイミド(succinimide of carboxymethylated PEG)、PEGのベンゾトリアゾールカーボネート(benzotriazole carbonate of PEG)、PEG−グリシジルエーテル(PEG−glycidyl ether)、PEG−オキシカルボニルイミダゾール(PEGoxycarbonylimidazole)、PEGニトロフェニルカーボネート(PEG nitrophenyl carbonates)、PEG−アルデヒド(PEGaldehyde)、PEGスクシンイミジルカルボキシメチルエステル(PEG succinimidyl carboxymethyl ester)およびPEGスクシンイミジルエステル(PEG succinimidyl ester)などが挙げられる。
本発明の一具現例によれば、前記ポリエチレングリコールの平均分子量は、200〜20000Daである。
本発明において使用可能な親水性分子のさらに他の具体的な例としては、2個以上(例えば2〜50個)のアミノ酸からなるポリペプチドがある。前記アミノ酸には、天然型アミノ酸だけでなく、非天然アミノ酸も含まれる。親水性アミノ酸には、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、スレオニン、アスパラギン、アルギニン、セリンなどがあり、疎水性アミノ酸には、フェニルアラニン、トリプトファン、イソロイシン、ロイシン、プロリン、メチオニン、バリン、アラニンなどがある。非コード化された親水性アミノ酸は、例えば、CitおよびhCysなどがある。当業者は、前記情報と当業界に公知となったペプチド合成技術に基づいて親水性のポリペプチドを容易に合成して、ビリルビンナノ粒子の製造に使用することができる。
前記親水性分子の範囲には、上記で言及した化合物だけでなく、これらの誘導体も含まれる。より具体的に、前記親水性分子は、アミングループを有するかまたはアミングループを有するように変形されたものでありうる。この場合、本発明のビリルビンのカルボキシル基が前記親水性分子のアミングループとアミド結合を通じて非常に容易に共有結合され得ることは、本発明に関連した当業者に自明である。
本発明の他の具現例によれば、本発明の微細粒子は、Cu、Ga、Rb、Zr、Y、Tc、In、Ti、Gd、Mn、Fe、Au、Pt、Zn、Na、K、Mg、Ca、Sr、およびランタン族金属よりなる群から選ばれる金属のイオンまたは金属化合物をさらに含む。
本発明の他の一具現例によれば、本発明の微細粒子は、シスプラチン(cisplatin)、カルボプラチン(carboplatin)、オキサリプラチン(oxaliplatin)、ネダプラチン(nedaplatin)、およびヘプタプラチン(heptaplatin)よりなる群から選ばれるプラチナ系抗癌剤をさらに含む。
本発明のさらに他の一具現例によれば、本発明の微細粒子は、超常磁性酸化鉄ナノ粒子(superparamagnetic iron oxide nanoparticle,SPION)をさらに含む。本発明の一実施例に示されたように、本発明の微細粒子(微細バブル)は、酸化鉄ナノ粒子(SPION)を効率的にローディングすることができ、磁石を通じて容易に抽出が可能である。
上記した本発明の微細粒子にさらに含まれる金属イオン、金属化合物、プラチナ系抗癌剤、超常磁性酸化鉄ナノ粒子などは、超音波造影剤として使用され得る微細粒子にそれぞれさらなる機能性を付与する。
本発明の他の一様態によれば、本発明は、上記した本発明の微細粒子を含む超音波造影剤を提供する。
本発明において超音波造影剤は、腹部超音波、泌尿生殖器超音波、乳房超音波、筋骨格超音波、甲状腺超音波、心臓超音波、経頭蓋超音波(Transcranial ultrasound)、血管内超音波(Intra−Vascular Ultrasound,IVUS)、ドップラー超音波(Doppler sonography)など当業界において使用されるすべての超音波検査に用いられる。また、超音波内視鏡(Endoscopic Ultrasound,EUS)、気管支超音波内視鏡(Endo−Bronchial Ultrasound,EBUS)など超音波を併行して使用してすべての検査にも適用可能である。
特に、本発明の一具現例による酸化鉄ナノ粒子(SPION)を含む微細粒子は、酸化鉄の超常磁性により磁気共鳴(MR)感応性を有するので、超音波造影剤だけでなく、磁気共鳴(magnetic resonance,MR)による映像診断兼用にも使用され得る。
また、本発明の具体的な具現例によれば、前記超音波造影剤は、ひいては、磁気共鳴ガイド下集束超音波(MR−guided focused ultrasound,MRgFUS)治療用に使用され得る。
本発明において前記磁気共鳴ガイド下集束超音波治療とは、磁気共鳴映像(magnetic resonance image,MRI)と超音波(ulstrasound,US)が結合された装備を用いて行う治療方法である。この治療方法は、主に子宮筋腫を治療するのに使用される。この治療方法は、磁気共鳴映像を通じて子宮筋腫の位置を正確に3次元的に把握し、高集積超音波を用いて疾患部位(筋腫組織)を手術的切除をせずとも完全に焼灼(ablation)できる非侵襲的治療法である。
本発明の他の一具現例によれば、本発明の微細粒子を含む超音波造影剤は、薬物伝達体用途にも使用され得る。
超音波造影剤のみが有するキャビテーション現象(cavitation)を通じて薬物を伝達しようとする組織の血管内皮細胞結合を一時的に瓦解させて、さらに深い組織内に浸透を可能にすることができるので、抗癌および抗炎症剤伝達の伝達体として使用され得る。
具体的に、本発明の微細粒子は、疎水性のビリルビンを含むので、疎水性を有する薬物と疎水性相互作用による結合が可能である。疎水性を有する薬物の例としては、パクリタキセル(paclitaxel)、ドセタキセル(docetaxel)、カンプトテシン系抗癌剤などがあるが、これに限定されるものではない。抗癌剤、抗炎症剤、消炎剤など当業界に使用される疎水性薬物は、制限なしに本発明の微細粒子に結合して薬物伝達が可能であることは当業者に自明である。
また、本発明の微細粒子は、金属と配位結合を形成するビリルビンを含む。したがって、本発明の微細粒子は、上述したCu、Ga、Rb、Zr、Y、Tc、In、Ti、Gd、Mn、Fe、Au、Pt、Zn、Na、K、Mg、Ca、Sr、およびランタン族金属のイオンおよびこれらの金属化合物、そしてシスプラチン(cisplatin)、カルボプラチン(carboplatin)、オキサリプラチン(oxaliplatin)、ネダプラチン(nedaplatin)、およびヘプタプラチン(heptaplatin)などのプラチナ系抗癌剤と容易に結合する。
本発明においてビリルビン誘導体と前記金属イオン、金属化合物またはプラチナ系抗癌剤と形成される配位結合は、金属イオンとビリルビン誘導体のカルボキシル基、ピロール環またはラクタム基の間に形成される。
本発明の一具現例において、本発明の微細粒子は、疎水性薬物であるアントラサイクリン系抗癌剤、タキサン(taxane)系抗癌剤またはカンプトテシン(camptothecin)系抗癌剤をさらに含む。
本発明において前記アントラサイクリン系抗癌剤は、例えば、ダウノルビシン、ドキソルビシン、エピルビシン、イダルビシン、ゲムシタビン、ミトサントロン、ピラルビシンおよびバルルビシンなどがあるが、これに限定されるものではない。
また、本発明において前記タキサン系抗癌剤は、例えば、パクリタキセル(paclitaxel)、ドセタキセル(docetaxel)およびカバジタキセル(cabazitaxel)などがあるが、これに限定されるものではない。
また、本発明の微細粒子は、天然抗酸化剤でありかつ活性酸素種(reactive oxygen species,ROS)敏感性物質であるビリルビンを含むので、非正常的水準の活性酸素を発生させる癌、炎症などの部位で活性酸素を消去することによって抗炎活性を示す。本発明の微細粒子が含むビリルビン誘導体は、韓国特許出願第10−2014−0190881号に開示されたように、ビリルビン誘導体自体の抗癌作用、血管新生抑制作用を有する。したがって、本発明の微細粒子は、癌疾患または血管新生疾患の治療用薬学的組成物の用途にも使用可能性がある。
本発明の微細粒子の適用が可能な炎症性疾患は、例えば、炎症性腸疾患(inflammatory bowel disease)、アトピー皮膚炎、浮腫、皮膚炎、アレルギー、喘息、結膜炎、歯周炎、鼻炎、中耳炎、粥状硬化症、咽喉炎、扁桃炎、肺炎、胃潰瘍、胃炎、クローン病、大腸炎、痔、通風、強直性脊椎炎、リウマチ熱、ループス、線維筋痛症(fibromyalgia)、乾癬関節炎、骨関節炎、関節リウマチ、肩関節周囲炎、腱炎、腱滑膜炎、筋肉炎、肝炎、膀胱炎、腎臓炎、シェーグレン症候群(sjogren’s syndrome)および多発性硬化症などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
中風や心筋梗塞などの虚血性疾患において血栓に直接超音波を照射して分解して治療する超音波血栓溶解療法(Sonothrombolysis)にも本発明の微細粒子が使用され得る。ひいては、ビリルビンというシェルが活性酸素を除去する役割をするので、急性あるいは慢性的に低酸素供給を受けている周辺虚血組織で再灌流後に突然に発生する虚血−再灌流損傷(ischemic−reperfusion injury)の予防的治療にも適用可能なので、既存の超音波造影剤とは差別性ある適応が可能である。
本発明の他の一様態によれば、本発明は、本発明の微細粒子を含む超音波造影剤の有効量を患者に投与する段階と;前記患者の身体の一部または組織をイメージングする段階と;を含む患者の診断的イメージング方法(method of diagnostic imaging of a patient)を提供する。
本発明のさらに他の一様態によれば、本発明は、本発明の微細粒子を含む超音波造影剤の有効量を患者に投与する段階と;前記患者の身体の一部または組織の病変を治療する段階と;を含む患者の治療的イメージング方法(method of therapeutic imaging of a patient)を提供する。
前記診断的イメージングは、造影剤を使用することによって、患者の身体の一部(body part)または組織のイメージのコントラストを強化させて、診断に必要な情報を提供する映像化技法を意味する。
治療的イメージングは、造影剤を使用して患者の疾病を治療する方法を含み、前記造影剤は、インビボおよび/またはインビトロ上で生物学的効果を発揮したり発揮しうる造影剤を意味する。治療的イメージングは、上述した磁気共鳴ガイド下集束超音波治療および薬物封入を通した薬物伝達を含む概念である。
本明細書において使用される用語「投与」または「投与する」は、本発明の造影剤(組成物)の診断的または治療的有効量を対象体(個体または患者)に直接的に投与することによって、対象体の体内で同じ量が形成されるようにすることをいう。
前記組成物の「治療的有効量」は、組成物を投与しようとする対象体に治療的または予防的効果を提供するのに十分な組成物の含量を意味し、これに「予防的有効量」を含む意味である。
前記組成物の「診断的有効量」は、組成物を投与しようとする対象体に診断に必要な情報を提供するために、コントラストの増強効果を提供するのに十分な組成物の含量を意味する。
また、本明細書において使用される用語「対象体」は、特に制限されないが、ヒト、マウス、ラット、ギニアピッグ、犬、猫、馬、牛、豚、猿、チンパンジー、ヒヒ(baboon)またはアカゲザルを含む。具体的には、本発明の対象体は、ヒトである。
本発明の前記診断的イメージング方法および治療的イメージング方法は、本発明の一様態である微細粒子または微細粒子を含む超音波造影剤を投与する段階を含む方法であるから、重複する内容については、本明細書の過度な複雑性を避けるために省略する。
本発明のさらに他の一様態によれば、本発明は、下記の段階を含む微細粒子の製造方法を提供する:
(a)ビリルビンに親水性分子をコンジュゲーションさせたビリルビン誘導体を含むナノ粒子を水性溶媒に溶解させて、ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液を製造する段階;および
(b)ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液に、ガスが含まれた油相溶液を混合して超音波処理することによって、内部にガスが捕集されてコア部を形成し、前記コア部の表面をビリルビン誘導体ナノ粒子が取り囲んでシェル層を成す微細粒子を製造する段階。
前記本発明の微細粒子の製造方法は、図1に図式的に説明されている。以下では、本発明の微細粒子の製造方法を段階別に詳細に説明する。
段階(a):ビリルビンに親水性分子を結合させたビリルビン誘導体を含むナノ粒子を水性溶媒に溶解させて、ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液を製造する段階
本段階は、ビリルビンを親水性分子と結合した親水性〜両親媒性のビリルビン誘導体を製造し、これからビリルビン誘導体を含むナノ粒子溶媒を製造する段階である。
前記ビリルビンと親水性分子との結合は、具体的には、EDC(1−Ethyl−3−(3−dimethylaminopropyl)carbodiimide)を用いてビリルビンのカルボキシルグループを活性化させ、アミングループを有する親水性分子とアミド結合を通した共有結合を誘導する。前記ビリルビンと結合される親水性分子は、上述した親水性分子としてアミングループを有するかまたはアミングループを有するように変形されたものである。
具体的に、まず、ビリルビンを有機溶媒(例えばジメチルスルホキシド、DMSO)に溶かし、ビリルビンに存在するカルボキシルグループを活性化させるためにEDCを添加し、常温で5〜30分間反応させる。その後、末端にアミン基を有する親水性分子(例えば、ポリエチレングリコール)を添加し、一定時間反応させて、親水性分子が結合されたビリルビン誘導体を合成する。次に、カルボキシルグループとアミングループ間の反応により生成されたアミド結合を有するビリルビン誘導体をシリカカラムを通じて副産物から純粋に分離および抽出する。
上記で製造したビリルビン誘導体を有機溶媒(例えば、クロロホルム)に溶解させた後、窒素大気下または真空状態で乾燥させてフィルム層を作る。その後、前記フィルム層にリン酸緩衝溶液、脱イオン水などの水性溶媒を添加し、超音波処理を行って、ビリルビン誘導体を含むナノ粒子溶液を製造する。
前記ビリルビン誘導体ナノ粒子は、ビリルビン誘導体が水性溶媒内で自己組織化(self−assembled)して形成されたナノ粒子であって、ビリルビン誘導体のうち疎水性のビリルビン部分が内部に位置し、ビリルビンにコンジュゲーションされた親水性分子部分が水性溶媒の界面と接するミセル(micelle)形態でありうる。前記ビリルビンのナノ粒子液の製造と関連した内容は、従来公知されている。これと関連して韓国特許出願第10−2014−0190881号のすべての内容は、本明細書に参照として統合される。
段階(b):ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液に、ガスが含まれた油相溶液を混合して超音波処理することによって、内部にガスが捕集されてコア部を形成し、前記コア部の表面をビリルビン誘導体ナノ粒子が取り囲んでシェル層を成す微細粒子を製造する段階
本段階は、前記ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液に疎水性ガス(例えばペルフルオロカーボン)を混合し、疎水性ガスをビリルビン誘導体ナノ粒子の疎水性コアに封入させることによって、微細粒子を製造する段階である。
あらかじめ製造したビリルビン誘導体(Pegylated bilirubin)を脱イオン水に溶解させたビリルビンナノ粒子溶液に油相(oil phase)の疎水性ガス(例えばペルフルオロペンタン)を点滴しつつ、一定時間超音波を処理(sonication)する。前記過程を通じて疎水性ガスをコアとし、ビリルビン誘導体がシェルを成すエマルジョン(emulsion)形態のナノ−またはマイクロ−バブルシステムを製造する(図1)。
本発明の一具現例によれば、前記段階(b)の代わりに、ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液に、疎水性ガス;およびCu、Ga、Rb、Zr、Y、Tc、In、Ti、Gd、Mn、Fe、Au、Pt、Zn、Na、K、Mg、Ca、Sr、およびランタン族金属よりなる群から選ばれる金属のイオンまたは金属化合物が含まれた油相溶媒を混合して超音波処理することによって、金属イオンまたは金属化合物をさらに含む微細粒子を製造することができる。
本発明の他の具現例によれば、前記段階(b)の代わりに、ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液に、疎水性ガス;およびシスプラチン(cisplatin)、カルボプラチン(carboplatin)、オキサリプラチン(oxaliplatin)、ネダプラチン(nedaplatin)、およびヘプタプラチン(heptaplatin)よりなる群から選ばれるプラチナ系抗癌剤が含まれた油相溶媒を混合して超音波処理することによって、プラチナ系抗癌剤をさらに含む微細粒子を製造することができる。
本発明の一具現例によれば、前記前記段階(b)の代わりに、ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液に、疎水性ガス;およびアントラサイクリン系抗癌剤、タキサン(taxane)系抗癌剤、またはカンプトテシン(camptothecin)系抗癌剤が含まれた油相溶液を混合して超音波処理することによって、アントラサイクリン系抗癌剤またはタキサン系抗癌剤をさらに含む微細粒子を製造することができる。
本発明のさらに他の具現例によれば、前記段階(b)の代わりに、ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液に、疎水性ガス;および超常磁性酸化鉄ナノ粒子(SPION:superparamagnetic iron oxide nanoparticle)が含まれた油相溶媒を混合して超音波処理することによって、超常磁性酸化鉄ナノ粒子をさらに含む微細粒子を製造することができる。
本発明の前記微細粒子製造方法は、上述した微細粒子とその構成成分が共通するので、コア部を形成するガスの種類、ビリルビン誘導体にコンジュゲーションされた親水性分子の種類など重複する部分は、本明細書の過度な複雑性を防止するためにその記載を省略する。
本発明は、内部に疎水性ガスを含むコア(core)部と;ビリルビン誘導体を含み、前記コア部の表面を取り囲むシェル(shell)層と;を含む微細粒子、その製造方法およびこれを含む超音波造影剤を提供する。
本発明のビリルビン誘導体を含む微細粒子は、活性酸素種(reactive oxygen species,ROS)に敏感に反応して活性酸素を消去する。また、本発明の微細粒子は、疎水性薬物と結合し、酸化鉄ナノ粒子を含む金属を効果的にキレートすることができる。したがって、本発明の微細粒子は、超音波診断用造影剤として使用できると共に、磁気共鳴映像診断用造影剤、および疎水性薬物またはプラチナ基盤薬物の伝達体として有用に使用され得る。
本発明のペグ化したビリルビンでコーティングされた超音波造影剤を製作する方法を図式的に説明した図である。 本発明のペグ化したビリルビンでコーティングされた超音波造影剤を製作して撮影した写真である。 ペグ化したビリルビンでコーティングされた超音波造影剤においてPFPの互いに異なる体積濃度(PFP 0、2.5、5、10% v/v)による測定開始時点(t=0min)での代表ファントムイメージを示す図である。 ペグ化したビリルビンでコーティングされた超音波造影剤のPFPの互いに異なる体積濃度(PFP 0、2.5、5、10% v/v)によるファントムイメージの変化を時間順に示す図である。 ペグ化したビリルビンでコーティングされた超音波造影剤のPFPの体積濃度(PFP 0、2.5、5、10% v/v)によるファントムイメージの標準化した超音波強度を時間により示したグラフである。 ペグ化したビリルビンでコーティングされた超音波造影剤の透過電子顕微鏡イメージを示す図である。測定された造影剤バブルのサイズは、2〜4μmであった。 ペグ化ビリルビンコーティングされた超音波造影剤(白色矢印)の光学顕微鏡下イメージ(A)および体積当たり造影剤粒子の個数を計数するために血球計数器グリッド上に分注したイメージ(B)を示す図である。 活性酸素種処理後にペグ化ビリルビンでコーティングされた超音波造影剤の水力学的サイズの漸進的な増加[赤色(●)、(丸1)緑色(■)→(丸2)青色(▲)]を示す図である。 酸化鉄ナノ粒子がローディングされたペグ化ビリルビンでコーティングされた超音波造影剤を図式的に説明した図である。 図10の(A)は、酸化鉄ナノ粒子がローディングされたペグ化ビリルビンが磁石に付着された位置(矢印)を示す図であり、図10の(B)は、酸化鉄ナノ粒子がローディングされたペグ化ビリルビンでコーティングされた超音波造影剤(iron oxide nanoparticle−loaded PEGylated bilirubin coated US contrast agents)の透過電子顕微鏡イメージである。
以下、実施例を通じて本発明をより詳細に説明する。これらの実施例は、ただ本発明をより具体的に説明するためのものであって、本発明の要旨によって本発明の範囲がこれらの実施例により制限されないことは、当業界において通常の知識を有する者にとって自明だろう。
実施例
実施例1:本発明のペグ化ビリルビン基盤超音波造影剤の製造
1−1.ビリルビン誘導体(ペグ化ビリルビン、Pegylated bilirubin)の製造
本発明者は、ビリルビン基盤の超音波造影剤を製造するに先立って、ビリルビンに親水性分子を結合させたビリルビンの両親媒性誘導体を製造した。親水性分子としては、ポリエチレングリコール(polyethyleneglycol)を使用した。
具体的に、まず、ビリルビンをジメチルスルホキシド(dimethylsulfoxide,DMSO)に溶かし、ビリルビンに存在するカルボキシルグループを活性化させて所望の反応を誘導するために、EDC(1−Ethyl−3−(3−dimethylaminopropyl)carbodiimide)を適量添加し、常温で約10分間反応させた。次に、末端にアミン基を有するポリエチレングリコールを添加し、一定時間反応させて、ビリルビンのカルボキシルグループと、ポリエチレングリコールのアミングループがアミド結合で共有結合されたビリルビン誘導体(Pegylated bilirubin)を合成した。最後に、前記製造された最終ビリルビン誘導体をシリカカラムを通じて副産物から純粋に分離および抽出した。
1−2.ペグ化ビリルビンでコーティングされた超音波造影剤の製造
本発明のビリルビン基盤のエコー源性微細粒子(echogenic nanoparticle,or microparticle)は、簡単な水中油(oil−in−water,O/W)エマルジョン化方法で製造された。前記実施例1−1であらかじめ製造したビリルビン誘導体(Pegylated bilirubin)を脱イオン水に溶解させて、ビリルビン微細粒子溶液(1.2mg/2ml)を製造し、プローブタイプの超音波粉砕機が備わったアイスバスに移した。バブルのコアを形成する疎水性ガスとしては、ペルフルオロペンタン(perfluoropentane,PFP)を使用した。油相(oil phase)の形態で存在するペルフルオロペンタンを多様な体積比(PFP 0、2.5、5、10% v/v)でビリルビン微細粒子溶液(水相、water phase)に点滴し、30%のパワーで90秒間超音波処理過程を行った。その結果、エマルジョン形態の疎水性気体(ペルフルオロペンタン)をコアとし、ビリルビン誘導体がシェルを成すナノ−またはマイクロ−バブルシステムを製造した(図1および図2)。
実施例2:本発明のペグ化ビリルビン基盤超音波造影剤のファントムイメージング
超音波ファントムイメージは、マウス用超音波装置プローブであるRMV 706プローブが備わったVevo770(High−Resolution Micro−Imaging System,Visualsonics,Toronto,Canada)を使用して取得した。本発明者らは、超音波イメージングのための体内条件を模写するために、3%(w/v)アガロースゲルに500μL単位のエペンドルプチューブを包埋して製造したアガ−ゲルファントムを使用した。
まず、ペルフルオロペンタン(perfluoropentane,PFP)を疎水性ガスコアとする本発明のペグ化ビリルビン基盤造影剤サンプル(PFP 0、2.5、5、10% v/v)各300μLをアガ−ゲルファントムに入れ、40MHzの超音波で映像を得た。各サンプル(PFP 0、2.5、5、10% v/v)の超音波強度の変化は、180分間測定され、標準化過程で水対照群の超音波強度をサンプルの超音波強度で源算(subtraction)した。ペグ化ビリルビン溶液に対するガスコアの体積比による時間別エコー輝度特性をモニタリングした結果は、図3〜図5に示した。
図3は、測定開始時点(t=0min)の、ペグ化したビリルビンでコーティングされた超音波造影剤においてペルフルオロペンタンの互いに異なる体積濃度(PFP 0、2.5、5、10% v/v)による代表ファントムイメージを示す図である。図4は、ペグ化したビリルビンでコーティングされた超音波造影剤のPFPの互いに異なる体積濃度(PFP 0、2.5、5、10% v/v)によるファントムイメージの変化を時間順に示す図である。図3および図4に示されたように、最も高いエコー輝度が確認されたサンプルは、PFP 5.0%(v/v)実験群であった。
図5は、ペグ化したビリルビンでコーティングされた超音波造影剤のペルフルオロペンタンの互いに異なる体積濃度(PFP 0、2.5、5、10% v/v)によるファントムイメージの標準化した超音波強度を時間によって示したグラフである。ペグ化ビリルビン基盤の超音波造影剤のエコ信号のin situ半減期は、約45分であった。
前記結果から本発明のペグ化ビリルビンを含む親水性分子で結合させたビリルビン誘導体は、疎水性ガスコアを囲むシェルとして安定的に機能し、ファントムイメージングから超音波映像増強効果が認められることを確認した。したがって、本発明の製造されたビリルビン誘導体基盤微細バブルは、超音波造影剤として有用に使用することができる。
実施例3:本発明のペグ化ビリルビン基盤超音波造影剤の特徴
3−1.顕微鏡形態学
微細粒子の顕微鏡形態学は、酢酸ウラニウム(uranium acetate)のネガティブ染色(negative staining)と透過電子顕微鏡(Tecnai G2 F30,Eindhoven,Netherlands)(図6)およびカバースリップ下の光学顕微鏡(図7)で観察した。
図6は、透過電子顕微鏡(TEM,transmission electron microscopy)で観察した本発明のペグ化ビリルビン基盤超音波造影剤を示すものである。図6は、本発明の超音波造影剤を成すマイクロのサイズのバブル粒子を示す。図7の(A)は、光学顕微鏡で観察した本発明のペグ化ビリルビン基盤超音波造影剤を示すものである。
また、造影剤の体積当たり含まれたバブルの数を測定するために、本発明のペグ化ビリルビン基盤造影剤を血球計数器グリッドに配置し計数した(図7の(B))。計数結果、本発明の造影剤1ml当たり約2.0×10個のバブルが含まれていることが確認された。
3−2.ペグ化ビリルビン基盤超音波造影剤の活性酸素種(ROS)に対する活性
本発明のペグ化ビリルビン基盤超音波造影剤は、天然抗酸化剤であるビリルビンを含んでいる。本発明者らは、本発明の超音波造影剤の活性酸素(reactive oxygen species,ROS)種に対する反応性を確認するために、Nanosizer ZS 90(Malvern Instruments,Ltd.,Malvern,UK)を用いて活性酸素種(ROS;H)を処理する前/後の本発明の造影剤の微細バブルの水力学的サイズ分布(hydrodynamic size distribution)を測定した。結果は、図8に示した。図8に示されたように、本発明の超音波造影剤は、活性酸素種(H)と反応してバブルの水力学的サイズが増加した。
ビリルビンは、体内の天然抗酸化剤である。ビリルビンが活性酸素種が豊富な疾患部位の活性酸素と反応すると、ビリルビンがビリベルジン(biliverdin)に変化する。その結果、ビリルビン誘導体間、そして気体コア(core)との疎水性相互作用が弱まって、造影剤バブルの両親媒性のビリルビン誘導体−コーティングシェルが破壊される。結局、疎水性ガスコアの瞬間的な凝集(conglomeration)後に漸進的なサイズの増加に比例する超音波映像のコントラスト増強が起こる(図8)。
したがって、本発明のペグ化ビリルビンを含む、親水性分子と結合されたビリルビン誘導体は、活性酸素種が豊富な疾患部の超音波映像を増強させ、固有の抗酸化特性によって疾患部に抗酸化効果を示すことができる。したがって、本発明のビリルビン誘導体を含む微細粒子は、超音波を用いた疾病の診断だけでなく、治療にも有用に使用され得る。
実施例4:酸化鉄ナノ粒子をロディンハンペグ化ビリルビン基盤超音波造影剤の製造
酸化鉄ナノ粒子(iron oxide nanoparticle)のローディングは、上記した実施例1の製造方法を変形して行われた。水中油(oil−in−water,O/W)層を作るとき、ヘキサン(hexane)に分散させた酸化鉄ナノ粒子を油相(oil phase)で存在するペルフルオロペンタン(PFP)と同時に点滴した。次に、前述したように、超音波処理して得られたエマルジョンを薄明かり(dim light)の下で6時間撹拌してヘキサンを蒸発させた後、5000rpmで遠心分離して凝集体を除去した。上澄み液を分液し、希土類磁石(rare earth magnet)を用いて、酸化鉄ナノ粒子がローディングされたペグ化ビリルビン微細バブル(iron oxide nanoparticles−loaded PEGylated bilirubin microbubble)を抽出した(図9および図10)。
図9は、前記で製造した酸化鉄ナノ粒子をローディングしたペグ化ビリルビン基盤の超音波造影剤を図式的に説明した図である。図9に示されたように、本発明の超音波造影剤は、親水性ポリマーが結合されたビリルビンの親水性部分(親水性分子)が水相(water−phase)に向かい、疎水性部分(ビリルビン)は、疎水性気体(PFP)コアと直接当接してシェルを成す。ここで、酸化鉄ナノ粒子がビリルビンに結合する反応は、酸化鉄ナノ粒子にコーティングされていたオレイン酸(oleic acid)層が離脱し、その代わりに、ビリルビンのカルボキシルグループが酸化鉄ナノ粒子とキレーション反応を通じて結合するものである。あるいは、さらに大きい体積を有する疎水性気体コアに15nmサイズの酸化鉄ナノ粒子が酸化鉄ナノ粒子と疎水性気体コア間の疎水性結合によりローディングされ得る。
図10の(A)は、酸化鉄ナノ粒子がローディングされたペグ化ビリルビン造影剤を磁石を用いて抽出した結果、酸化鉄ナノ粒子を含む造影剤が磁石に付着されること(赤色矢印)を示す。図10の(B)は、酸化鉄ナノ粒子がローディングされたペグ化ビリルビンでコーティングされた超音波造影剤の透過電子顕微鏡イメージを示す。図10(B)の矢印は、本発明のペグ化ビリルビン基盤超音波造影剤の微細バブルにローディングされた酸化鉄ナノ粒子を示す。酸化鉄ナノ粒子のサイズは、約15nmに該当する。
前記結果より、本発明の親水性分子と結合させたビリルビン誘導体基盤の超音波造影剤は、酸化鉄ナノ粒子を含む磁気共鳴感応性金属粒子をローディングすることができることを確認した。したがって、本発明のビリルビン誘導体基盤超音波造影剤は、超音波造影剤として使用され得ると共に、磁気共鳴ガイド下集束超音波(MR−guided focused ultrasound,MRgFUS)用造影剤として非常に有用に使用され得る。
ひいては、ビリルビンの金属粒子のキレート特性を用いて、本発明の超音波造影剤に酸化鉄ナノ粒子でなく白金粒子基盤の抗癌剤をローディングさせる場合には、抗癌剤を伝達できるキャリアとしても使用が可能である。特に磁気共鳴ガイド下集束超音波(MRgFUS)は、血液−脳関門(blood−brain barrier,BBB)透過性を一時的に増加させることができる新規な技術である。磁気共鳴ガイド下集束超音波を使用すると、治療剤の中枢神経系内伝達が可能であり、脳腫瘍治療で効率性を高めることができる。したがって、本発明の超音波造影剤システムは、超音波造影剤、磁気共鳴感応性造影剤、および抗酸化剤/抗癌剤伝達キャリアとしての三つの役割を同時に行うことができるプラットフォーム技術として有用に使用され得る。

Claims (23)

  1. 内部にガスを含むコア(core)部と;
    ビリルビン誘導体を含み、前記コア部の表面を囲むシェル(shell)層と;を含む微細粒子。
  2. 前記ガスは、空気、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素、サルファーヘキサフルオリド(sulfur hexafluoride,SF)およびC〜C10のペルフルオロカーボン(perfluorocarbon)よりなる群から選ばれることを特徴とする請求項1に記載の微細粒子。
  3. 前記ビリルビン誘導体は、ビリルビンに親水性分子が結合されたことを特徴とする請求項1に記載の微細粒子。
  4. 前記親水性分子は、デキストラン(dextran)、カルボデキストラン(carbodextran)、ポリサッカライド(polysaccharide)、サイクロデキストラン(cyclodextran)、プルロニック(pluronic)(登録商標)、セルロース(cellulose)、デンプン(starch)、グリコーゲン(glycogen)、カルボハイドレート(carbohydrate)、単糖類(monosaccharide)、二糖類(disaccharide)およびオリゴ糖類(oligosaccharide)、ポリペプチド(polypeptide)、ポリホスファゼン(polyphosphagen)、ポリラクチド(polylactide)、ポリ(乳酸−コ−グリコール酸)(poly(lactic−co−glycolic acid))、ポリカプロラクトン(polycaprolactone)、ポリアンヒドリド(polyanhydride)、ポリマレイン酸(polymaleic acid)およびポリマレイン酸の誘導体、ポリアルキルシアノアクリレート(polyalkylcyanoacrylate)、ポリヒドロキシブチレート(polyhydroxybutylate)、ポリカーボネート(polycarbonate)、ポリオルソエステル(polyorthoester)、ポリエチレングリコール(polyethyleneglycol,PEG)、メトキシポリエチレングリコール(methoxy polyethyleneglycol,mPEG)、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンイミン(polyethylenimine)、ポリ−L−リジン(poly−L−lysine)、ポリグリコライド(polyglycolide)、ポリメチルメタクリレート(polymetacrylate)、ポリビニルピロリドン(polyvinylpyrrolidone)、ポリ(アクリレート)(poly[acrylate])、ポリ(アクリルアミド)(poly[acrylamide])、ポリ(ビニルエステル)(poly[vinylester])、ポリ(ビニルアルコール)(poly[vinyl alcohol])、ポリスチレン(polystryene)、ポリオキシド(polyoxide)、ポリエレクトロライト(polyelectrolyte)、ポリ(1−ニトロプロピレン)(poly[1−nitropropylene])、ポリ(N−ビニルピロリドン)(poly[N−vinyl pyrrolidone])、ポリビニルアミン(poly[vinyl amine])、ポリ(ベータ−ヒドロキシエチルメタアクリレート)(Poly[beta−hydroxyethylmethacrylate])、ポリエチレンオキシド(Polyethyleneoxide)、ポリ(エチレンオキシド−b−プロピレンオキシド(Poly[ethylene oxide−bpropyleneoxide])およびポリリジン(Polylysine)よりなる群から選ばれることを特徴とする請求項3に記載の微細粒子。
  5. 前記微細粒子は、Cu、Ga、Rb、Zr、Y、Tc、In、Ti、Gd、Mn、Fe、Au、Pt、Zn、Na、K、Mg、Ca、Sr、およびランタン族金属よりなる群から選ばれる金属のイオンまたは金属化合物をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の微細粒子。
  6. 前記微細粒子は、シスプラチン(cisplatin)、カルボプラチン(carboplatin)、オキサリプラチン(oxaliplatin)、ネダプラチン(nedaplatin)、およびヘプタプラチン(heptaplatin)よりなる群から選ばれるプラチナ系抗癌剤をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の微細粒子。
  7. 前記微細粒子は、アントラサイクリン系抗癌剤、タキサン(taxane)系抗癌剤またはカンプトテシン(camptothecin)系抗癌剤をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の微細粒子。
  8. 前記アントラサイクリン系抗癌剤は、ダウノルビシン、ドキソルビシン、エピルビシン、イダルビシン、ゲムシタビン、ミトサントロン、ピラルビシンおよびバルルビシンよりなる群から選ばれることを特徴とすることを特徴とする請求項7に記載の微細粒子。
  9. 前記タキサン系抗癌剤は、パクリタキセル(paclitaxel)、ドセタキセル(docetaxel)およびカバジタキセル(cabazitaxel)よりなる群から選ばれることを特徴とする請求項7に記載の微細粒子。
  10. 前記微細粒子は、超常磁性酸化鉄ナノ粒子(SPION:superparamagnetic iron oxide nanoparticle)をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の微細粒子。
  11. 請求項1〜10のいずれかに記載の微細粒子を含む超音波造影剤。
  12. 前記超音波造影剤は、磁気共鳴(magnetic resonance,MR)による映像診断兼用であることを特徴とする請求項11に記載の超音波造影剤。
  13. 前記超音波造影剤は、磁気共鳴ガイド下集束超音波(MR−guided focused ultrasound,MRgFUS)用であることを特徴とする請求項12に記載の超音波造影剤。
  14. 前記超音波造影剤は、薬物伝達体兼用であることを特徴とする請求項11に記載の超音波造影剤。
  15. 下記の段階を含む微細粒子の製造方法:
    (a)ビリルビンに親水性分子が結合されたビリルビン誘導体を含むナノ粒子を水性溶媒に溶解させて、ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液を製造する段階;および
    (b)ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液に、ガスが含まれた油相溶液を混合し、超音波を処理することによって、内部にガスが捕集されてコア部を形成し、前記コア部の表面をビリルビン誘導体ナノ粒子が取り囲んでシェル層を成す微細粒子を製造する段階。
  16. 前記ガスは、空気、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素、サルファーヘキサフルオリド(sulfur hexafluoride,SF)およびC〜C10のペルフルオロカーボン(perfluorocarbon)よりなる群から選ばれることを特徴とする請求項15に記載の微細粒子の製造方法。
  17. 前記親水性分子は、デキストラン(dextran)、カルボデキストラン(carbodextran)、ポリサッカライド(polysaccharide)、サイクロデキストラン(cyclodextran)、プルロニック(pluronic)(登録商標)、セルロース(cellulose)、デンプン(starch)、グリコーゲン(glycogen)、カルボハイドレート(carbohydrate)、単糖類(monosaccharide)、二糖類(disaccharide)およびオリゴ糖類(oligosaccharide)、ポリペプチド(polypeptide)、ポリホスファゼン(polyphosphazen)、ポリラクチド(polylactide)、ポリ(乳酸-コ-グリコール酸)(poly(lactic−co−glycolic acid))、ポリカプロラクトン(polycaprolactone)、ポリアンヒドリド(polyanhydride)、ポリマレイン酸(polymaleic acid)およびポリマレイン酸の誘導体、ポリアルキルシアノアクリレート(polyalkylcyanoacrylate)、ポリヒドロキシブチレート(polyhydroxybutylate)、ポリカーボネート(polycarbonate)、ポリオルソエステル(polyorthoester)、ポリエチレングリコール(polyethyleneglycol,PEG)、メトキシポリエチレングリコール(methoxy polyethyleneglycol,mPEG)、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンイミン(polyethylenimine)、ポリ−L−リジン(poly−L−lysine)、ポリグリコライド(polyglycolide)、ポリメチルメタクリレート(polymetacrylate)、ポリビニルピロリドン(polyvinylpyrrolidone)、ポリ(アクリレート)(poly[acrylate])、ポリ(アクリルアミド)(poly[acrylamide])、ポリ(ビニルエステル)(poly[vinylester])、ポリ(ビニルアルコール)(poly[vinyl alcohol])、ポリスチレン(polystryene)、ポリオキシド(polyoxide)、ポリエレクトロライト(polyelectrolyte)、ポリ(1−ニトロプロピレン)(poly[1−nitropropylene])、ポリ(N−ビニルピロリドン)(poly[N−vinyl pyrrolidone])、ポリビニルアミン(poly[vinyl amine])、ポリ(ベータ−ヒドロキシエチルメタアクリレート)(Poly[beta−hydroxyethylmethacrylate])、ポリエチレンオキシド(Polyethyleneoxide)、ポリ(エチレンオキシド−b−プロピレンオキシド(Poly[ethylene oxide−bpropyleneoxide])およびポリリジン(Polylysine)よりなる群から選ばれることを特徴とする請求項15に記載の微細粒子の製造方法。
  18. 前記段階(b)は、ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液に、ガス;およびCu、Ga、Rb、Zr、Y、Tc、In、Ti、Gd、Mn、Fe、Au、Pt、Zn、Na、K、Mg、Ca、Sr、およびランタン族金属よりなる群から選ばれる金属のイオンまたは金属化合物が含まれた油相溶液を混合して超音波処理することを特徴とする請求項15に記載の微細粒子の製造方法。
  19. 前記段階(b)は、ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液に、ガス;およびシスプラチン(cisplatin)、カルボプラチン(carboplatin)、オキサリプラチン(oxaliplatin)、ネダプラチン(nedaplatin)、およびヘプタプラチン(heptaplatin)よりなる群から選ばれるプラチナ系抗癌剤が含まれた油相溶液を混合して超音波処理することを特徴とする請求項15に記載の微細粒子の製造方法。
  20. 前記段階(b)は、ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液に、ガス;およびアントラサイクリン系抗癌剤、タキサン(taxane)系抗癌剤またはカンプトテシン(camptothecin)系抗癌剤が含まれた油相溶液を混合して超音波処理する特徴とする請求項15に記載の微細粒子の製造方法。
  21. 前記アントラサイクリン系抗癌剤は、ダウノルビシン(daunorubicin)、ドキソルビシン(doxorubicin)、エピルビシン(epirubicin)、イダルビシン(idarubicin)、ピクサントゥロン(pixantrone)、ミトクサントゥロン(mitoxantrone)およびバルルビシン(valrubicin)よりなる群から選ばれることを特徴とすることを特徴とする請求項20に記載の微細粒子の製造方法。
  22. 前記タキサン系抗癌剤は、パクリタキセル(paclitaxel)、ドセタキセル(docetaxel)およびカバジタキセル(cabazitaxel)よりなる群から選ばれることを特徴とする請求項20に記載の微細粒子の製造方法。
  23. 前記段階(b)は、ビリルビン誘導体ナノ粒子溶液に、ガス;および超常磁性酸化鉄ナノ粒子(SPION:superparamagnetic iron oxide nanoparticle)が含まれた油相溶液を混合して超音波処理することを特徴とする請求項15に記載の微細粒子の製造方法。
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