JP3168215B2 - 微粒子形態のポリ電解質コンプレックスおよび少くとも一つの活性物質を含む薬学的組成物 - Google Patents
微粒子形態のポリ電解質コンプレックスおよび少くとも一つの活性物質を含む薬学的組成物Info
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Description
(polyelectrolyte)および少なくとも一つの活性物質
を含む薬学的組成物に関する。この場合にその活性物質
はポリ電解質コンプレックスのマトリックスに包埋させ
るか、それ自体をポリ電解質コンプレックス中のパート
ナーとするか、あるいはポリ電解質コンプレックスのパ
ートナーに結合させることができる。活性物質とは主と
して薬理学的活性物質例えば活性ペプチド、タンパク
質、酵素、酵素阻害剤、抗原、細胞静止剤、抗生物質、
抗炎症剤またはワクチンなどを意味する。超音波診断助
剤という特別な場合には、この関連での活性物質として
は造影剤例えばガス類、例えば空気、酸素または不活性
ガスなども包含される。
大分子化合物が最終生成物の分子量および荷電分布に応
じて水性溶液から析出し得るイオン性化合物を形成する
ことは文献に知られている。この場合、同じ荷電の低分
子量イオンはより高分子量の化合物により置換される。
これらの現象は“ポリ電解質効果”という総括的用語の
下にまとめられてもいる。従来技術としては特にアルギ
ネート溶液およびCa2+を混合することによるゲル形成で
ある。この原理に従って場合によってはタンパク質沈殿
も生じる。ポリ電解質コンプレックスは原則として一方
の極性を有する巨大分子で多重的に荷電した成分と他方
の極性を有する多くの低分子量イオンから構成するか、
あるいは各々が異なる極性で多重的に荷電している二つ
の巨大分子パートナーから構成することができる。かか
るポリ電解質コンプレックスから調製される中空カプセ
ルは例えばBE-A 901.704、 EP-A 0 127 989、EP-A 0 188
309、EP-A 0 127 713、 DE-A 32 09 127、 EP-A 0 152 8
98、 US 4,487,758、 DE-A 3209 098、 US 4,409,331、 A.
JohansenおよびJ.M. Flink, Enzyme Mikrob. Technol.,
1986,vol.8,145〜148またはC.E. Campお
よびS.S. Sofer, Enzyme Mikrob. Technol., 198
7,vol.9,685〜689に記載されている。
方法により投与可能な形に変えるだけでなく医薬の生体
内分布、生体内利用可能性または吸収に特異的作用を有
する組成物および活性物質組合せは現代の製薬技術にお
いてますます重要となってきている。それによって新し
い治療および診断上の利用分野および例えば活性物質の
治療指数増加を確立することができる。極めて小径の微
粒系(いわゆるマイクロまたはナノパーティクル)は、
経口および非経口分野のいずれにおいても最近重要な投
与剤型とされてきている。この関連で通常担体物質とし
て用いられているのは生物相容性(biocompatible)、
生物分解性ポリマーである。
リ電解質コンプレックスが担体物質として、および活性
物質成分として生物相容性(生物分解性)ポリマー系の
要件プロフィールに合致する、また様々な要件に合致さ
せることのできる性質を相当程度示すことがわかった。
ポリ電解質コンプレックスカプセルを含む中空カプセル
については90%以上の活性物質取込み容量を得ること
ができることが知られていた。かかるポリ電解質コンプ
レックスのみよりなる微粒子についてはこのことは期待
できなかった。何故ならばこれらのコンプレックスは界
面(活性物質周囲)にのみ形成されるにすぎないからで
ある。このことは、それらを可溶性の活性物質が導入さ
れる水性反応溶液から調製する場合特にあてはまる。従
って、微粒子形態のコンプレックスも90%以上の取込
み容量を示すということはなおさらもって驚くべきこと
である。さらにまた、かかるポリ電解質コンプレックス
マトリックスの調製にあたり、μm範囲の微粒子または
乳濁液が形成され、実際のところ予測されるような凝集
塊が形成されないということも驚くべきことであった。
本発明によればかかるマイクロ/ナノパーティクルのコ
ロイド系をポリ電解質コンプレックスから特にうまく調
製することができる。その場合生体内では溶液平衡およ
び荷電相互作用を通じて徐々に脱コンプレックス化、お
よびコンプレキサンド(complexand)の分解が生じ、そ
の結果コンプレックスが溶解しそして活性物質が放出さ
れる。これらの放出条件は、コンシステンシー(consis
tency)特性と同じく、コンプレックスの組成を通じて
コントロールすることができる。コンプレックス形成に
用いられるパートナーは好ましくは天然の、または天然
サブユニットよりなる生物相溶性、生物分解性ポリ酸お
よびポリ塩基である。この場合、“ポリ”とはその化合
物が同じ極性の二以上の荷電、好ましくは多数のかかる
荷電を有していることを意味する。特定の対イオンは低
分子量イオンから、または同じくポリイオン分子種から
構成させることができる。いずれか一方または両方のイ
オン性パートナーは無機質または有機質のいずれであっ
てもよい。有機ポリイオンの場合は疎水性置換誘導体が
適しかつ好ましいことがわかっている。
性物質組合せの調製に好ましい物質はポリ酸としては次
のとおりである:キシランポリサルフェート、他の多糖
類例えばデンプン加水分解物、イヌリン、ヒドロキシエ
チルスターチ、デキストランおよびそれぞれの部分的に
疎水性に置換された誘導体のポリサルフェート、および
ポリ(アミノ酸)例えばポリアスパラギン酸またはポリ
グルタミン酸およびそれぞれの疎水性に置換された誘導
体である。ポリ塩基としては次のとおりである:様々な
規定分子量範囲のポリ−L−リジン、ポリ−α,β−
(2−ジメチルアミノエチル)−D,L−アスパルトア
ミド(PDAA)、PDAAと疎水性にエステル化され
たポリ−α,β−(2−ヒドロキシエチル)−D,L−ア
スパルトアミド(PHEA)との共重合体、キトーサ
ン、リジンオクタデシルエステル、アミノ化デキストラ
ン、アミノ化シクロデキストリン、アミノ化セルロース
エーテル、アミノ化ペクチンおよびそれらの部分的に疎
水性に置換された誘導体。
ロパーティクルは、諸要件に依存して、数nm〜数百μm
の平均粒度で調製することができる。定義により、マイ
クロパーティクルは乳濁液の形態とすることもできる。
粒度分布の広がりは、例えばポリ電解質混合時撹拌速
度、滴加速度、ノズル直径、pHにより、またポリ電解質
パートナーの適切な選択により調節することができる。
コンプレックスの形成は、補助剤例えば両親媒性分子
(例えば RPluronic)または高い取込み容量を有するコ
ロイド物質(例えばアジュバント)を添加して行うのが
特に有用である。これらのパラメーターは簡単なルーチ
ン試験で求めることができそして所要の粒度および粒度
分布に調節することができる。静脈内注射には直径5μ
m以下の粒子が適している。15μmより小さい、好まし
くは10μmより小さい直径の粒子は皮下または筋肉内
注射可能なデポー剤形として、また腸吸収を高めるため
のビヒクルとして用いることができる。
への活性物質の取込みは少なくとも四つの方法で行うこ
とができる:a)溶液中に存在する活性物質をコンプレ
ックス沈殿時に“捕捉(entrapment)”することによる
取込み、b)すでに調製済みのポリ電解質コンプレック
スが接触する溶液からの活性物質の吸収による取込み
(特に多孔性物質または“スポンジ”特性を有するゲル
の場合、c)ポリ電解質コンプレックスの沈殿、この場
合活性物質は少なくとも一つのコンプレックスパートナ
ーに化学的に結合される、およびd)ポリ電解質コンプ
レックスを形成する際に活性物質をパートナーとして用
いることによる取込み。これは通常、活性物質上に少な
くとも一つの荷電または可分極性基を必要とする。
物質の溶液(これらの物質の少なくとも一方はポリマー
でなければならない)を混合しそしてa)それらパート
ナーのいずれか一方は活性物質であるかまたは後者を化
学的に結合された形で含み、あるいはb)活性物質を前
記溶液の一方に含有させ、そして次いで得られたポリ電
解質を微粒子の形態に沈殿させるかまたは適切な場合に
は微粒子の形態に変えることよりなるポリ電解質コンプ
レックスおよび活性物質を含有する薬学的組成物の調製
方法にも関する。
物は、コンシステンシー特性を一方において広範囲にわ
たり変えることができまた他方において極めて特異的に
調節できるために、様々な薬学的用途に必要とされるよ
うな特性プロフィールを示す。
ンとポリ酸であるキシランポリサルフェートは、ダウノ
ルビシンを含有しそしてそれを緩衝溶液中または生物学
的系内で長時にわたって均一に放出する(その間にそれ
らは分解する)巨大分子を生じることが判明した。ポリ
塩基も添加すればおよび/または前記ポリ酸を特にキシ
ランポリサルフェートをパルミトイルエステル基で部分
的に置換されたキシランポリサルフェートで置き換える
ことにより変えれば、粒度を<<5μmまで小さくする
ことができ、前述の放出特性を有する静脈内注射できる
系が得られる。前記細胞静止剤の治療指数をこのタイプ
の徐放性剤形により激増させることができる。他の低分
子量活性物質例えば抗生物質(例えばテトラサイクリ
ン)または他の細胞静止剤の活性もこの方法により著し
く向上させることができる。
ク質を取り込めばこれにより、それらを加水分解による
アタックから守ること、および調節された放出プロフィ
ールを得ることができる。すなわち、例えばウィルス性
タンパク質またはワクチン注射に適した同様の物質を用
いてワクチン調製物を製造でき、そして粒度に応じて筋
肉内注射、あるいは経口投与さえもでき、その場合に
は、5μmより小さい粒子が胃腸管に吸収された後抗原
発現/免疫が生じる。かかる本発明による抗原含有ポリ
電解質コンプレックスを用いれば、高用量のワクチンを
投与後短時間に、そして例えば4週間後に(ブースタ
ー)デリバリーを可能とする放出プロフィールを得るこ
とができる。この場合のポリ電解質コンプレックスの形
成に特に適した物質は実施例3に記載されている。
電解質コンプレックス調製物により、適切な長時持続系
に変えることもできる。これらの組成物は場合によって
は例えばLHRHアナローグ用の既知のポリマーデポー
系よりも優れている。何故ならば分解性がより良好であ
る上放出プロフィールが規定されているからである。
ば抗生物質や再生促進剤としてのタンパク質を含む創傷
軟膏調製物の調製にも適している。
断用の空気含有エコー発生造影剤としても極めて適して
いる。疎水性にエステル化されたデキストランサルフェ
ートよりなる、およびPDAAと疎水性にエステル化さ
れたPHEA(略語については〔0005〕参照)との
共重合体が超音波診断に特に適していることがわかっ
た。
は顕微鏡的方法によりまたは規定された孔径のフィルタ
ーを通して、また場合によってはクールター(Coulte
r)カウンター(Coulter Electronics社)またはフロー
サイトメーターにより求めた。
とのコンプレックスキシランポリサルフェートナトリウ
ム塩(BENE-Chemie社)および平均分子量3800のポ
リ−L−リジン(Sigma社)の各々の0.1%水性溶液を
調製する。十分なHClをポリ−L−リジン溶液に添加
してpHを3とする。同様にキシランポリサルフェート溶
液をpH3に調製し(HCl使用)、そして計量ピペット
を介して滴加する。析出するポリ電解質コンプレックス
を遠心分離および膜濾過により分離する。H2O洗浄
後、微粒子形態の生成物を凍結乾燥する。粒度は容器サ
イズ、撹拌速度、滴加ノズルの直径および滴加速度によ
りコントロールでき、また約20nm〜100μmの範囲
に調節することができる。
チン酸残基含有)とキトーサンのコンプレックス0.1
%溶液を実施例1と同様に調製する。その手順は実施例
1のそれに相当するが、ただpHコントロールはこの場合
には行わず、そしてポリリジンをキトーサン(Protan
社)で置き換える。パルミトイルキシランポリサルフェ
ートは例えば独特許出願P 3921761.2に記載の方法によ
り調製することができる。キトーサン143を用いる。
得られた粒子は大きな凝集物(100μm以上)であ
り、また乳鉢で粉砕することにより1〜4μmのサイズ
にまで小さくすることができる。
チン酸含有)およびキトーサンよりなり、ワクチン用モ
デルタンパク質としてヒト血清アルブミンを取り込んだ
ポリ電解質コンプレックス粒子実施例2に記載の如く手
順を行うが、ただし水に溶かした0.2%ヒト血清アル
ブミン(Sigma社)をパルミトイルキシランポリサルフ
ェート溶液に添加してから滴加する。粉砕後、2〜5μ
mの範囲の粒子を得ることができる。アルブミン放出の
測定については実施例10を参照。
製 5μmより小さい範囲の粒子を二つの異なる調製物を用
いて得ることができる: I.ポリ酸:20%パルミチン酸を含む、パルミトイル
キシランポリサルフェート ポリ塩基:リジンオクタデシルエステル 助剤 :RPluronic F68
(Behringwerke社)の0.1%強度溶液(この溶液は水
性で40%スクロースを含有する)に溶解する。pHは
6.3である。50mgのポリ塩基を5m1の RPluronic F
68の0.5%強度水溶液に添加する。その撹拌ポリ塩
基溶液(これはpH5.8を有する)にポリ酸/ワクチン
溶液を滴加する。遠心分離後(10分間、2000rp
m)、澄明上清を分離しそして残留物を水でペースト化
しそして凍結乾燥する。収量は779.7mgの粒子。使
用ワクチンの取込み量は再懸濁しそして上清(水中)を
分析することにより90%であると認めることができる。
シランポリサルフェート ポリ塩基:ポリ−α,β−(2−ジメチルアミノエチ
ル)−D,L−アスパルトアミド(40%)およびポリ
−α,β−(2−パルミトイルオキシエチル)−D,L−
アスパルトアミド(60%)の40:60共重合体 (助剤はなし)
つの溶液を作る。ポリ酸溶液はIのそれと同じである。
ポリ塩基溶液は RPluronicを含まないほかはIのそれと
同じである。いずれの溶液もpH7に調節しそしてIと同
様遠心分離しそして残留物をペースト化し凍結乾燥す
る。取込み効率はIのそれに相当する。収量:76.5m
g。
ブミンに対するマウスのワクチン接種 以下の微粒子調製物を用いた: 試料I:約15%パルミチン酸でエステル化されたキシ
ランサルフェート/リジンオクタデシルエステル+7%
PluronicR F68、5〜30μm 試料II:約15%パルミチン酸でエステル化されたキシ
ランサルフェート/リジンオクタデシルエステル、≦1
0μm 試料III:約15%パルミチン酸でエステル化されたキ
シランサルフェート/ポ リ−L−リジン4kDa+7%
PluronicRF68、2〜50μm 試料IV:ポリアスパラギン酸30kDa/ポリ−α,β−
(2−ジメチルアミノエチル)−D,L−アスパルトア
ミド/ポリ−α,β−(2−パルミトイルオキシエチ
ル)−D,L−アスパルトアミド共重合体(40:6
0)、<10μm 試料V:キシランサルフェート/リジンオクタデシルエ
ステル、10〜20μm
ブミン(Behringwerke)を含有した。これらのコンプレ
ックスをPBS(ホスフェート緩衝食塩水)に66.6
μg/m1、6.67μg/m1および0.67μg/m1の溶液
に再懸濁する。0.3m1の各ワクチンをそれぞれ体重2
0gのNMRIマウス10匹に皮下注射した。ワクチン
接種の10週間後に実験動物を同じ用量で再びワクチン
接種した。実験動物血清中のヒト血清アルブミンに対す
る抗体をELISAで定量した。良好なアジュバントと
して知られまた各種ワクチンに含まれる水酸化アルミニ
ウムAl(OH)3を比較として用いた。
した後の、また初回接種から2、4、8、14(再度ワ
クチン接種)、16および21日後のELISA力価:
じく顕著なセロコンバージョン(seroconversion)が生
じた。
α,β−(2−ジメチルアミノエチル)−D,L−アスパ
ルトアミド(PDAA)よりなり、低分子量活性物質例
としてテトラサイクリンを取り込んだポリ電解質粒子手
順は実施例3に記載したとおりであるが、ただしヒト血
清アルブミンの代わりにテトラサイクリンの0.2%水
溶液を用いる。テトラサイクリン放出については実施例
11参照。
るポリ電解質コンプレックス粒子 10mgのキシランポリサルフェートを0.5m1の水に溶
解する。100μlの10%ダウノルビシン溶液(Sigma
社のダウノルビシン)を水で0.4m1に希釈する。その
ダウノルビシン溶液をキシランポリサルフェート溶液に
滴加する。得られる懸濁液は直径が5μm範囲の粒子を
含む。ダウノルビシン放出については実施例12参照。
ルフェート、ダウノルビシン、およびリジンオクタデシ
ルエステルよりなるポリ電解質コンプレックス粒子 ダウノルビシンおよびリジンオクタデシルエステルを各
々1%含有する溶液1m1をpH4に調節する。同じく1m1
のパルミトイルキシランポリサルフェートの1%溶液を
やはりpH4に調節しそして滴加する。得られた懸濁液は
もはや濾過によっては分別できない。粒子は、濃度、撹
拌速度、滴加速度およびノズル直径を変えることにより
100nm〜1μmの範囲で調節できる(表2参照)。
性ポリ電解質コンプレックス微粒子ポリ電解質コンプレ
ックス粒子を次のとおり調製する:約20%のデキスト
ランOH基がカプロン酸でエステル化されそして残りの
OH基がサルフェート化されているデキストランサルフ
ェート(M=6000)(“疎水性にエステル化された
デキストランサルフェート”、“ポリ酸”)から、およ
びポリ−α,β−(2−ジメチルアミノエチル)−D,L
−アスパルトアミド(60%)およびポリ−α,β−
(2−パルミトイルオキシエチル)−D,L−アスパル
トアミド(40%)(“ポリ塩基”)から各々pH7の1
%強度水性溶液を調製する。そのポリ酸溶液をポリ塩基
溶液に滴加し、10分間室温で撹拌し、コンプレックス
を遠心分離により除去し、溶液を傾瀉しそして固体を水
でペースト化しそして凍結乾燥する。
度の凍結乾燥し再懸濁した微粒子について、心臓および
極めて小さい毛細血管のモデル(肺モデル)を表わすフ
ァントムで、取込み空気によって生じる超音波コントラ
ストを調べる。それら粒子は毛細血管を妨害なく通過す
る。
る。1、4、7、13、21および28日後に、上清を
除去し、次いでアルブミン含量を文献に知られる電気泳
動により測定する。その結果、各種ワクチンに必要とさ
れるような二つの放出極大を有するプロフィールが得ら
れる。
はや存在しない。
サイクリン放出分解試験を試験10と同様に行う。文献
に知られるUV分光法により活性物質を測定する。結果
は次のとおりである: 放出測定日 1 4 7 13 放出テトラサイクリン 30 10 10 <5 13日後にはテトラサイクリンはもはや検出できない。
のダウノルビシンの放出粒子懸濁液をソックスレー抽出
装置に入れ、H2Oで数日間抽出する。抽出液中のダウ
ノルビシンを文献に知られる蛍光測定法により測定する
(472/555nm)。秤量されたダウノルビシン総重
量に基づく放出は次のとおりである。
Claims (5)
- 【請求項1】 微粒子形態のポリ電解質コンプレックス
および少なくとも一つの活性物質を含む薬学的組成物で
あって、ポリ電解質コンプレックスは15μm以下の平
均粒度を有し、ポリ塩基およびポリ酸からなり、前記ポ
リ塩基および前記ポリ酸の少なくとも一つはポリマーで
あり、前記ポリ酸は、ポリマーである場合は、キシラン
ポリサルフェート、デキストランサルフェート、ポリ
(アミノ酸)、多糖類ポリサルフェート、イヌリンサル
フェート、ヒドロキシエチルデンプンサルフェート、多
糖類ポリスルホネート、多糖類ポリホスフェート、ポリ
ホスフェートおよびこれらのポリマーの誘導体からなる
群から選択されるポリマーであり、前記ポリ塩基は、ポ
リマーである場合は、ポリ−L−リジン、ポリ−α,β
−(2−ジメチルアミノエチル)−D,L−アスパルト
アミド、キトーサン、リジンオクタデシルエステル、ア
ミノ化デキストラン、アミノ化シクロデキストリン、ア
ミノ化セルロースエーテル、アミノ化ペクチンおよびこ
れらのポリマーの誘導体からなる群より選択されるポリ
マーであり、そして活性物質は、酵素阻害剤、抗原、細
胞静止剤、抗炎症剤、抗生物質、ワクチンおよび超音波
造影物質からなる群から選択されるものである前記薬学
的組成物。 - 【請求項2】 前記ポリ酸または前記ポリ塩基の少なく
とも一つが前記活性物質を含む請求項1記載の薬学的組
成物。 - 【請求項3】 前記微粒子が1または2以上の補助剤を
ほかに含有する請求項1記載の薬学的組成物。 - 【請求項4】 前記活性物質が超音波造影剤物質である
請求項1記載の薬学的組成物。 - 【請求項5】 前記ポリ電解質コンプレックスが≦5μ
mの平均粒度を有する請求項1記載の薬学的組成物。
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