JP3200704B2 - 機能的に配置された磁気粒子・リポソーム粒子複合体 - Google Patents

機能的に配置された磁気粒子・リポソーム粒子複合体

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英夫 松村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は特定の試薬を別々の
コンパートメントにもつ微粒子集団を外部磁場により位
置移動、粒子集中化などのコントロールが可能であるた
め、また外部からの電磁気的刺激、音波的刺激により試
薬をコンパートメントからの導出し反応を開始させるこ
とが可能であることから、局所的反応(化学反応、生体
分子反応)が必要とするまたは利用できる多くの領域で
利用される。その領域としては医学/医療における治療
や検査技術産業、薬学/薬剤などのファインケミカル産
業、食品工業、環境関連産業などがあげられる。
【0002】
【従来の技術】これまでリポソームそのものに磁性粉体
を薬物と一緒に取り込ませたものや磁性粉体そのものま
たはこれを含むラッテクス粒子表面に種々の機能性分子
をつけて医療領域での応用が計られてきた。これらは、
特定場所への薬物輸送により薬効濃度の保持などの一部
の機能は持つが構造安定性や機能の多様化の点などで必
ずしも十分ではない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来の磁気リポソーム、磁気微粒子が持つ
磁気保持力を維持しながら、これまでにない高度の機能
(薬物の放出時刻の制御、薬物の放出時間の制御、薬物
の放出量の制御、複数の薬物の多段階放出制御など)を
付与することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者は創意工夫研究の結果、当該発明をなすに
至った。すなわち、磁気微粒子を中心にもち、その周囲
に種々の試薬を内包また表面に試薬を吸着させたリポソ
ーム微粒子(これを機能リポソームと呼ぶことにする)
を1重、2重と取り囲ませた構造の微粒子の複合体を提
供する。本発明で用いる磁性体は、磁性さえ示せば良い
が、磁気微粒子同士がくっつくほど強い磁性体は不適当
であり、磁気微粒子同士はくっつかないが磁界をかける
と緩やかに集合してくるものが望ましい。代表的にはヘ
マタイトが好ましく用いられる。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明は、以下に示す手順で実行
することができ、当業者にとって種々の実施態様が考え
られるが、一例を挙げれば次のとおりである。 <1> 種々の粒子サイズの単一磁区からなる磁気微粒
子の作製。 粒子サイズを変えることにより磁化率の異なる微粒子を
作製する。 <2> 種々の機能をもつリポソーム粒子の作製 種々の試薬や薬物を内包するリポソームを作製すると同
時にこれに以下の性質を付加する。 (ア)2種以上の脂質の組み合わせによりリポソーム粒
子を作製する。これによりリポソーム膜の柔らかさを変
えたり(相転移点の差の利用)、2次元的に膜面内に柔
らかさの異なる島状形態を形成する(相分離現象の利
用)。これらの性質は外部からの電磁気的刺激、音波的
刺激により、温度変化を与えることによりコントロール
できる。 (イ)脂質の他にタンパク質を組み合わせたリポソーム
粒子を作製する。これによりリポソーム膜の分子透過性
を変革すると同時に付着性や凝集性をなくし分散安定性
を向上させる。 <3> 磁気微粒子・リポソーム微粒子複合体の作成 (ア) 中心磁気微粒子の表面に多数の機能リポソーム
を付着しその表面を覆う。 磁気微粒子とリポソーム微
粒子との粒子間接合を促進するため種々のイオンによる
静電気的引力やタンパク質による接着力を利用する。 (イ) 中心磁気微粒子の表面に多種のリポソームをモ
ザイク的あるいは多重に付着しその表面を覆う。 上記(ア)と同様な方法を用いるとともに、数種の試
薬、薬物をそれぞれ異なるリポソームに内包し、外部か
らの電磁気的刺激、音波的刺激により、さらにはこれら
が起こす熱的変化(たとえば、マイクロ波による温度上
昇)を与えることにより、これら試薬を同時あるいは順
次リポソーム外へ放出させ局所的反応(化学反応、生体
分子反応)をさせることができる。例えば、NOの局部的
発生を目的にS-Nitroso-L-Cysteineと反応を促進するFe
2+とを別々のリポソームに内包させたものや核酸合成
の原料を局部的に発生させるためにATP(アデノシン−
3−燐酸)とヌクレオシド−1−燐酸とを別々のリポソ
ームに内包させたものがあげられる。また、生体に侵入
した病原性微生物およびその放出物に反応して試薬を放
出させる磁気粒子・リポソーム粒子複合体を作ることも
できる。例えば、バクテリヤの表面あるいはバクテリヤ
が産出する毒素に対する抗体を表面に持つリポソームの
利用により、抗菌剤、解毒剤をその場で放出させること
が可能となる。
【0006】本発明の実施の形態は種々考えられるが、
まとめると以下のとおりである。 (1) 中心に位置する磁気微粒子と、該磁気微粒子の
周囲に存在する試薬を内包もしくは吸着させたリポソー
ム微粒子とからなる磁気粒子・リポソーム粒子複合体。 (2) 試薬を内包もしくは吸着させたリポソームを2
種類以上用いることを特徴とする上記1記載の磁気粒子
・リポソーム粒子複合体。 (3) 低温で壊れるリポソームを使用することを特徴
とする上記1または2記載の磁気粒子・リポソーム粒子
複合体。 (4) 高温で壊れるリポソームを使用することを特徴
とする上記1または2記載の磁気粒子・リポソーム粒子
複合体。 (5) 化学反応性リポソームを使用することを特徴と
する上記1または2記載の磁気粒子・リポソーム粒子複
合体。 (6) 異なる材質のリポソームを2種類以上用い、そ
れぞれ異なる材質に適合した試薬を内包もしくは吸着さ
せた上記1ないし上記5のいずれかひとつに記載された
磁気粒子・リポソーム粒子複合体。
【0007】
【実施例】基本的な粒子の作成方法に関し、1.磁気微
粒子、2.リポソーム、3.複合した微粒子について、
さらに詳しく説明する。 1.磁気微粒子 塩化鉄水溶液を耐圧密封容器に入れ100度に加熱し加
水分解することで水酸化鉄微粒子(ヘマタイト)を作製
する。これは超常磁性微粒子であり反応時間(約24時
間程度)と塩化鉄の仕込み濃度(0.02Mから0.0
8M程度)によって作製される粒子サイズをおよび磁化
の大きさを決めることができる。粒子直径0.1ミクロ
ンから2ミクロンのヘマタイト粒子を作製し、沈降洗浄
を4−5回繰り返すことによりサイズの揃った分画をえ
る。そのうちの1−2ミクロンサイズのものを選んで保
存する。これは130mT程度の磁力をもつ磁石にひき
つけられるに十分の磁化をもつ。 2.リポソーム リポソームは卵黄由来のフォスファチジルコリンに少量
のフォスファチジルセリンを添加した試料をエタノール
とヘキサンの溶媒中でよく混合し、溶媒を空気中へ蒸発
させとばしながらガラス容器の壁面に付着させる。この
ガラス容器に薬物(シスプラチン)を含む水溶液を入れ
機械的に激しく攪拌し、数ミクロンサイズのリポソーム
粒子の分散液を作製する。これを0.2ミクロンのポア
径をもつメンブランフィルターおよび高圧ガスを用いた
押し出し法を4回くりかえし、平均直径0.2ミクロン
のリポソームを作製する。その後、リポソーム外の溶液
に残っている薬物を透析チューブ(分離分子量10,0
00ダルトン)を用いて除去する。得られたリポソーム
分散液を水溶液を用いて種々の濃度に希釈し保存する。 3.複合化 先に作製した磁性微粒子をリポソーム分散液に添加し付
着させる。このとき、磁性微粒子が自然沈降する間にリ
ポソーム粒子が磁性粒子に十分に付着するだけのリポソ
ーム溶液量をとる。また、リポソーム粒子濃度はリポソ
ームと磁性粒子の間で架橋反応により大きな凝集体が形
成する濃度に比べずっと濃いものをとる。沈降洗浄を4
−5回繰り返すことによりマグネト・リポソームとリポ
ソーム粒子を分離する.マグネト・リポソームの完成の
確認は正電荷をもつ磁性粒子表面がリポソームに覆われ
て負電荷を帯びることにより確認する。
【0008】(1)一重リポソーム複種粒子層の具体例 基本作製方法の1.で磁気微粒子を作製し,以下に作製
したリポソームとの複合化を行う.基本作製方法の2を
用いて,それぞれ異なる薬物(シスプラチンとペラパミ
ル)を別々に内包する異なる脂質膜からできるリポソー
ムを作製する.この2種類のリポソームの等粒子濃度か
らなる混合リポソーム分散液を調製する.リポソームと
磁性粒子の間で架橋反応により大きな凝集体が形成する
濃度に比べずっと濃いリポソーム粒子濃度の試料を準備
し,先に作製した磁性微粒子をリポソーム分散液に添加
し自然沈降する間に磁性粒子に付着させる。 (2)二重リポソーム粒子層の具体例 基本作製方法の1.で磁気微粒子を作製し,以下に作製
したリポソームとの複合化を行う.基本作製方法の2を
用いて,それぞれ種類の異なる脂質(フォスファチジル
コリンやフォスファチジルグリセロール)からなる膜を
もつリポソームに別々の薬物(サイトカインやシスプラ
チン)を内包した2種類のリポソームを作製する.基本
作製方法の3により,まづ,フォスファチジルコリンの
リポソームと先に作製した磁性微粒子をリポソーム分散
液に添加し自然沈降する間に磁性粒子に付着させる。沈
降洗浄を4−5回繰り返すことによりマグネト・リポソ
ームとリポソーム粒子を分離する.分離したマグネト・
リポソーム分散液の媒質を塩化ランタン10−5Mに置
換する.これに,フォスファチジルグリセロールのっを
加え,そののち沈降洗浄を4−5回繰り返すことにより
マグネト・リポソームとリポソーム粒子を分離する.
【0009】実施例1 磁気微粒子にDNA複製を疎外するタイプの抗癌剤であるC
isplatinを内包したリポソームと物質の細胞膜透過性に
強い影響をあたえる薬物であるペラパミルを含むリポソ
ームを同時に結合させ耐性の強い癌に対応させた複合微
粒子を得た。これを図1に示す。
【0010】実施例2 磁気微粒子にDNA複製を疎外するタイプの抗癌剤であるC
isplatinを内包したリポソームと抗癌剤に弱い好中球の
減少を防ぎ体の免疫機能を保つために、好中球の産生を
促進するサイトカインを含むリポソームを多重に結合さ
せた複合微粒子を得た。これを図2に示す。
【0011】実施例3 磁気微粒子に、DNA複製を疎外するタイプの抗癌剤であ
るCisplatinを含有した高温安定型リポソームと、抗癌
剤に弱い好中球の減少を防ぎ体の免疫機能を保つために
好中球の産生を促進するサイトカインを含有した高温放
出型リポソームにそれぞれ含めた複合微粒子を得た。こ
れを図3に示す。このように温度により安定性が異なる
リポソームを複合させることにより、外部からの電磁波
等による加熱により任意の時間間隔において薬物を逐次
的に投与することが可能となる。
【0012】実施例4 磁気微粒子に、DNA複製を疎外するタイプの抗癌剤であ
るCisplatinを含んだリポソームを複合化し、さらに接
着疎外効果をもつと同時に膜の薬物透過性を促進する糖
タンパクを組み込みこんだ複合微粒子の例を図4に示
す。糖タンパクが安定性と薬物放出促進を向上させるこ
とがわかった。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、粒子群全体での安定や
磁気粒子であるから勾配磁場により粒子位置コントロー
ルができるというメリットはもちろんのこと複数の反応
試薬を特定位置で開始させる、外場による試薬のコント
ロール放出、長時間徐放、二段階放出、などの高機能
化、さらにはリポソーム膜の改変による構造安定化、膜
透過制御などの多種多様な特性をもたせることが可能で
ある。このような組織化された微粒子系の作製技術は
即、MRI(NMRイメージング)、勾配磁場による薬物の集
中化技術(有効濃度保持による癌治療)、マイクロ波に
よるコントロール薬物放出/ハイパーサーミア(温熱治
療)、超音波によるイメージング/コントロール薬物放
出などの幅広い分野への応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気微粒子に抗癌剤を内包したリポソームと物
質の細胞膜透過性に強い影響をあたえる薬物を含むリポ
ソームを同時に結合させ耐性の強い癌に対応させた複合
微粒子の例の説明図。
【図2】磁気微粒子に抗癌剤を内包したリポソームと好
中球の産生を促進するサイトカインを含むリポソームを
多重に結合させた複合微粒子の例の説明図。
【図3】磁気微粒子と抗癌剤と好中球の産生を促進する
サイトカインを相転移点の異なる膜のリポソームにそれ
ぞれ含めた複合微粒子の例の説明図。
【図4】磁気微粒子と抗癌剤を含んだリポソームに接着
疎外効果をもつと同時に膜の薬物透過性を促進する糖タ
ンパクを組み込んだ複合微粒子の例の説明図。
フロントページの続き (72)発明者 松村 英夫 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業 技術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 清水 秀明 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業 技術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 真島 利和 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業 技術院電子技術総合研究所内 審査官 高原 慎太郎 (56)参考文献 特開 昭63−14717(JP,A) 特開 平2−2938(JP,A) 特開 平2−59428(JP,A) 特開 平7−316079(JP,A) 特表 平8−500700(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61K 9/00 - 9/72 A61K 47/00 - 47/48 A61K 45/00 - 45/08 A61K 49/00 - 49/22 CA(STN) MEDLINE(STN)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心に位置する磁気微粒子と、該磁気微
    粒子の周囲に存在する試薬を内包もしくは吸着させたリ
    ポソーム微粒子とからなる磁気粒子・リポソーム粒子複
    合体。
  2. 【請求項2】 試薬を内包もしくは吸着させたリポソー
    ムを2種類以上用いることを特徴とする請求項1記載の
    磁気粒子・リポソーム粒子複合体。
  3. 【請求項3】 低温で壊れるリポソームを使用すること
    を特徴とする請求項1または2記載の磁気粒子・リポソ
    ーム粒子複合体。
  4. 【請求項4】 高温で壊れるリポソームを使用すること
    を特徴とする請求項1または2記載の磁気粒子・リポソ
    ーム粒子複合体。
  5. 【請求項5】 化学反応性リポソームを使用することを
    特徴とする請求項1または2記載の磁気粒子・リポソー
    ム粒子複合体。
  6. 【請求項6】 異なる材質のリポソームを2種類以上用
    い、それぞれ異なる材質に適合した試薬を内包もしくは
    吸着させた請求項1ないし請求項5のいずれかひとつに
    記載された磁気粒子・リポソーム粒子複合体。
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JP5515082B2 (ja) * 2010-04-23 2014-06-11 公立大学法人大阪府立大学 磁場応答性リポソーム及び磁場応答性薬剤放出システム
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