JP2517760B2 - 水溶性高分子化医薬製剤 - Google Patents

水溶性高分子化医薬製剤

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    • A61P35/00Antineoplastic agents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、親水性セグメントと、側鎖に薬物を結合せ
しめた疎水性の薬理機能セグメントとを有する水溶性ブ
ロック共重合体からなる水溶性高分子化医薬に関するも
のである。
〔従来の技術〕
低分子薬物を高分子に結合させることにより、薬物の
体内分布を望ましいものとし、薬物の体内半減期を増大
させる試みは過去に幾つかなされてきた。しかし、それ
らの試みで用いられた高分子は単一成分からなるホモポ
リマーか、2つの成分を交互か順不同に重合させたもの
であった。
〔発明が解決する課題〕
従来の上記のようなポリマーの場合においては、薬効
を上昇させるために薬物の担持量を多くすると薬物の疎
水性により、水溶性が低下する欠点があり、本発明の課
題は、薬物の担持量を多くしても水溶性が低下しない水
溶性の高分子化医薬を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、従来の高分子化医薬の持つ欠点を解消
しうる高分子化医薬の開発を試み、鋭意研究を行った結
果、今回、親水性の第1のセグメントと第2のセグメン
トから成るブロックコポリマーのうち第2のセグメント
に薬物を選択的に導入することで、この第2のセグメン
ト成分を疎水性化することにより、第2のセグメントを
内核に、第1のセグメントを外側とするミセルを形成さ
せることで薬物の導入に伴う水溶性の低下、沈澱の生成
を防ぐことに成功したものであり、本発明者らか開発し
た高分子化医薬はミセルを形成することで良好な水溶性
を有すると共に、水溶液中での薬品としての安定性も、
元の薬物よりも増大させることができるものである。
すなわち、本発明は、 (1) 親水性セグメントと、側鎖に薬物を結合せしめ
た疎水性の薬理機能セグメントとを有する水溶性のブロ
ック共重合体からなる水溶性高分子化医薬。
(2) 薬理機能セグメントを内核に親水性セグメント
を外核とするミセルを形成するものである(1)記載の
水溶性高分子化医薬。
(3) 薬物が抗ガン剤である(1)記載の水溶性高分
子化医薬。
(4) 抗ガン剤がアドリアマイシンである(1)記載
の水溶性高分子化医薬。
(5) ブロック共重合体が下記式Iで表される(1)
記載の水溶性高分子化医薬。
(式中、RはOHあるいは を表わし、nは5〜400、mは1〜300、およびxは0〜
300の整数を示すが、Rの少なくとも1つ以上は を表わすものとする。) (6) 親水性セグメントと、薬物と結合可能な側鎖を
有し、該薬物を結合した場合において疎水性となる第2
のセグメントからなる薬物担持用担体。
(7) 下記式IIで表される(6)記載の薬物担持用担
体。
(但し、式中、nは5〜400、mは1〜300、xは0〜30
0の整数を示す。) (8) 下記式Iで表わされるブロック共重合体。
(式中、RはOHあるいは を表わし、nは5〜400、mは1〜300、およびxは0〜
300の整数を示すが、Rの少なくとも1つ以上は を表わすものとする。) (9) 下記式IIで表わされるブロック共重合体。
(但し、式中、nは5〜400、mは1〜300、xは0〜30
0の整数を示す。) に関する。
本発明における親水性の第1のセグメントとしては、
例えばポリエチレングリコール,ポリサッカライド,ポ
リアクリルアミド,ポリメタクリルアミド,ポリビニル
ピロリドン,ポリビニルアルコール,ポリメタクリル酸
エステル,ポリアクリル酸エステル,ポリアミノ酸等あ
るいはこれらの誘導体由来のセグメントか、また、薬物
と結合して疎水化する第2のセグメントとしては側鎖に
ポリアスパラギン酸,ポリグルタミン酸,ポリリシン,
ポリアクリル酸,ポリメタクリル酸,ポリリンゴ酸,ポ
リ乳酸,ポリアルキレンオキシド,長鎖アルコール等あ
るいはこれらの誘導体由来のセグメントが挙げられる。
更に、第2のセグメントに結合される薬物としては、
例えばアドリアマイシン,ダウノマイシン,メソトレキ
セート,マイトマイシンC等の抗ガン剤、中枢神経系用
薬,末梢神経系用薬,アレルギー用薬,循環器官用薬,
呼吸器官用薬,消火器官用薬,ホルモン剤,代謝性医薬
品,抗生物質,化学療法剤等の薬物が挙げられる。
以下に、ポリエチレングリコール誘導体由来のセグメ
ントとポリアスパラギン酸由来のセグメントからなるブ
ロックコポリマーで、抗ガン剤のアドリアマイシンをポ
リアスパラギン酸セグメントに結合させた場合を例によ
り、本発明を更に詳述する。
第1図はポリエチレングリコールとポリアスパラギン
酸の2成分からなるブロックコポリマーで、抗ガン剤の
アドリアマイシンをポリアスパラギン酸の側鎖カルボキ
シル基に体内で加水分解可能なアミド結合で結合させた
場合における、本発明の高分子化医薬の構造概略図であ
る。
この高分子化医薬の合成は、以下の反応式に示すごと
くβ−ベンジル L−アスパルテートN−カルボン酸無
水物(BLA−NCA)を、片末端メトキシ基等のアルコキシ
基、片末端1級アミノ基のポリエチレングリコール(分
子量250−1800)を開始剤として重合させ、ポリエチレ
ングリコール−ポリ(β−ベンジル L−アスパルテー
ト)ブロックコポリマー(PEG−PBLA)を得、次いでこ6
PEG−PBLAをアルカリ加水分解して本発明の薬物担持用
担体であるポリエチレングリコール−ポリアスパラギン
酸ブロックコポリマー〔PEG−P(Asp)〕を得る。この
PEG−P(Asp)のアスパラギン酸残基の80%がアルカリ
加水分解の際にβ−アミド化している。このPEG−P(A
sp)に抗ガン剤のアドリアマイシンと水溶性カルボジイ
ミド(EDC)を加えることによりアドリアマイシンの1
級アミノ基とポリアスパラギン酸セグメントの側鎖カル
ボキシル基との間にアミド結合を形成させて、高分子化
医薬PEG−P〔Asp(ADR)〕を得ることにより行う。
上記において得られたPEG−P(Asp)及びPEG−P〔A
sp(ADR)〕のいずれも化学物質として新規なものであ
る。
(但し、式中、RはOHあるいは を表わし、nは5〜400、mは1〜300、およびxは0〜
300の整数をを示すが、Rの少なくとも1つ以上は を表わすものとする。) ポリアスパラギン酸(P Asp)部分の分子量は116から
35,000まで可変であり、また、アドリアマイシンの置換
率(アスパラギン酸残基に対して)はP Aspの分子量が1
900の場合12〜33mol%、また、10,000の場合3〜37mol
%のものを得ている。
合成した高分子医薬はいずれの場合も高いアドリアマ
イシン置換率にもかかわらず良好な水溶性を有してお
り、凍結乾燥したり濃縮したり(アドリアマイシン換算
20mg/ml)してもその水溶性は保たれている。
そして、この高分子化医薬は元のアドリアマイシン
(ADR)に比べて医薬としての高い安定性を有してい
る。またこの高分子化医薬は水曜液中でミセルを形成す
る。そのミセルの大きさは約30nmから200nmの直径であ
る。また、そのミセルを壊すには界面活性剤SDSの添加
という極端にきびしい条件が必要であることが明らかと
なり、本高分子ミセルの水中での安定性が示された。ま
た、超音波照射、あるいは凍結乾燥によってもミセル形
成能に変化はみられなかった。
合成した高分子化医薬の抗ガン活性は表1に示すよう
に元のアドリアマンシンよりも高いものであった。しか
もその高い抗ガン活性は元のアドリアマイシンよりも少
ない副作用の範囲で達成された。
実施例1 β−ベンジル L−アルパルテート N−カルボン酸
無水物(BLA−NCA、7.21g)をN,N′−ジメチルホルムア
ミド(DMF)12mlに溶かし、クロロホルム60mlを加え
る。片末端メトキシ基片末端アミノ基のポリエチレング
リコール(分子量4300)6.00gをクロロホルム60mlに溶
かしてその溶液をBLA−NCA溶液に加える。70時間後に反
応混合液を2のジエチルエーテルに滴下して沈澱した
ポリマーをろ過で回収して、ジエチルエーテルで洗浄し
た後に真空で乾燥してポリエチレングリコール−ポリ
(β−ベンジル L−アスパルテート)ブロックコポリ
マー(PEG−PBLA)を得る。収量10.09g(84%)。
PEG−PBLA10.03gを100mlクロロホルムに溶かす。水:
メタノール:1−プロパノール=1:1:2(体積割合)に水
酸化ナトリウムを0.43N溶かしたアルカリ混合液をPEG−
PBLA溶液に加える。そのアルカリの等量はPBLA部分のベ
ンジルエステルの1.5倍になるようにした。0℃、10分
かくはん後、2のジエチルエーテルに滴下する。沈澱
したポリマーをろ別して、20mlの蒸留水に溶かしてSpec
trapor7透析膜(分子量分画=1000)を用いて水中で39
時間透析する。膜内の溶液を凍結乾燥してポリエチレン
グリコール−ポリアスパラギン酸ブロックコポリマー
〔PEG−P(Asp)〕を得る。収量3.94g(49%) このブロックコポリマー鎖1本当り、17個のアスパラ
ギン酸残基があることがプロトンNMRの測定によりわか
った。
この〔PEG−P(Asp)〕230.3mgを1mlの蒸留水に溶か
しておく。アドリアマイシン塩酸塩349.2mgを260mlのDM
Fに溶かし、1.3倍等量のトリエチルアミンを加える。ア
ドリアマイシン溶液に〔PEG−P(Asp)〕水溶液を加
え、さらに水溶性カルボジイミド(EDC)を886ml加え
て、0℃で4時間かくはんする。その後、水溶性カルボ
ジイミド886mlをもう一度加えて室温下19時間かくはん
する。反応混合液をSpectrapor7透析膜(分子量分画=1
000)を用いて0.1M酢酸ナトリウム緩衝液(pH4.5)中で
3時間透析する。透析後、AmiconYM30の膜で限外濾過し
て未反応のアドリアマイシンやその他の低分子物を除
く。得られたブロックコポリマーPEG−P〔Asp(AD
R〕〕中のアドリアマイシン含率は、アスパラギン酸残
基に対して31mol%であった。(485nmの吸収より)同様
の手順で、ポリエチレングリコールの分子量が4000から
6000、ブロックコポリマー1本鎖当りアスパラギン酸残
基が17から92まで、アドリアマイシン含率が9mol%から
37mol%のものが合成でき、それらはすべて良好な水溶
性を示した。
実施例2 PEG−P〔Asp(ADR)〕(PEGの分子量4300、ブロック
コポリマー1本鎖当り17個のアスパラギン酸残基、アド
リアマイシン31mol%のもの)のリン酸等張液(pH7.4)
中でのミセル径はレーザー光散乱により重量平均57nn
m、数平均49nmと測定された。(図5参照)また、図3
に示すようにゲルろ過HPLCでは、界面活性剤であるドデ
シル硫酸ナトリウム(SDS)の添加により元のピークの
大部分が低分子量側に移動することより、SDSによる高
分子量ミセルの破壊が観察された。また、図4に示すよ
うに、アドリアマイシンに基づく蛍光がミセル形成によ
る局部的な高濃度のために消光し、その消光がSDS添加
によってミセルが壊れることで解消していることがわか
る。その他の割合のものも30nmから80nmの直径を有する
ミセルであった。
図3はpH7.4のリン酸緩衝液中(37℃)でアドリアマ
イシン特有の485nmの吸収強度を経時的に追跡したもの
である。アドリアマイシンが100時間以内にその吸収を
半減するのに対し、合成された高分子化医薬では、168
時間経過後も約90%の吸収が保持され、極めて安定であ
ることがわかる。
実施例3 CDF1メスのマウスにP388マウス白血病細胞を106個腹
腔内に投与し、24時間後に生理食塩水に溶かしたPEG−
P〔Asp(ADR)〕(PEGの分子量4300、ブロックコポリ
マー1本鎖当り17個のアスパラギン酸残基、アドリアマ
イシン31mol%のもの)腹腔内に投与した。コントロー
ル(1日後に生理食塩水を投与)に対する生存日数の比
(T/C)と体重変化を測定した。1群は6匹で行った。
結果を表1に示す。アドリアマイシン(ADR)ではT/Cは
最大381%であるのに対し高分子化医薬ではADR換算200m
g/kgにて490%以上という大きな値を得た。さらに副作
用の度合を示す体重減少においてもADRでT/Cが381%得
られた投与量において12.5%の減少を示したのに対し、
高分子化医薬では最大7.4%しか減少していない。この
ことより、合成した高分子化医薬はADRに比較して少な
い副作用で大きな抗ガン活性があることがわかった。
〔発明の効果〕 本発明の高分子化医薬は薬物の担持量を増やしても良
好な水溶性を保持するとともに医薬として高い安定性を
有しており、しかも副作用も軽減され、したがって、本
発明により極めて有用な医薬を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の高分子化医薬製剤PEG−P〔Asp(AD
R)〕の構造概略図を示し、第2図は、アドリアマイシ
ン(ADR)及び本発明の高分子化医薬製剤PEG−P〔Asp
(ADR)〕の485nmの吸収強度の経時変化を示し、第3図
は、本発明の高分子化医薬製剤PEG−P〔Asp(AD
R)〕、及び該製剤に界面活性剤SDSを加えた場合のゲル
ろ過HPLCによる分析結果を示し、第4図は、本発明の高
分子化医薬製剤PEG−P〔Asp(ADR)〕、及び該製剤に
界面活性剤SDSを加えた場合の蛍光分析結果を示し、第
5図は本発明の高分子化医薬製剤PEG−P〔Asp(AD
R)〕のミセル径の分布状態をレーザー光散乱により測
定した結果を示す図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08G 69/40 NSP C08G 69/40 NSP 69/48 NRH 69/48 NRH (72)発明者 井上 祥平 東京都豊島区千早町4―12 キャニオン マンション千早町206 (72)発明者 横山 昌幸 東京都品川区東大井5―26―25 (56)参考文献 特開 昭63−502037(JP,A) 特開 昭58−21426(JP,A) 特公 昭44−11666(JP,B1)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記式I: (式中、RはOHあるいは を表わし、nは5〜400、mは1〜300、およびxは0〜
    300の整数を表し、Rの少なくとも1つ以上は を表すものとする。) で示されるブロック共重合体からなる水溶性高分子化医
    薬。
  2. 【請求項2】下記式II: (式中、nは5〜400、mは1〜300、xは0〜300の整
    数を表す。) で示されるブロック共重合体からなる薬物担持用担体。
  3. 【請求項3】下記式I: (式中、RはOHあるいは を表わし、nは5〜400、mは1〜300、およびxは0〜
    300の整数を表し、Rの少なくとも1つ以上は を表すものとする。) で示されるブロック共重合体。
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