JP4202414B2 - マイクロカプセル並びにその製造及び使用方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、空気又は気体が充填されたコアを封入している生分解性膜を有する平均粒径が数分の一μｍ〜1000μｍのマイクロカプセルに関する。本発明のマイクロカプセルは非凝集性であること、乾燥していること、そして簡単に分散させることができる。本発明は、このようなマイクロカプセルの製造方法並びに治療用及び／又は診断用の活性物質を配送するための使用方法に関する。本発明のマイクロカプセルは、生理学的に許容できる担体の懸濁液とした場合、人体や動物の体器官の超音波画像診断用の造影剤及び／又は治療用活性物質のデリバリー媒体として有用である。本発明はまた、該マイクロカプセルを用いた超音波用造影剤の製造方法にも関する。
背景技術
治療薬や診断薬の標的を定めること及び／又は放出制御デリバリーによって得られる利点が認識されたことにより、各種担体系の研究開発が活発になってきた。その範囲は、一般的に放出系の制御又は持続を目的としたものから特定の用途に適合するよう個別に設計されたものまで多岐にわたる。関与する活性物質の種類や性質によって、抗生物質、ビタミン、タンパク質、等を配送するための多くの系が開発されている。活性物質の封入用として、アルギン酸又は寒天系のビーズやリン脂質のコーティング又はリポソームから非常に複雑な高分子材料に至る多種多様な担体材料が知られており、また現在も使用されている。しかしながら、既知の系の多くは特異的にすぎる、すなわち一種類の物質にしか向かないか、せいぜい単一部類の物質群にしか向かないため、種類の異なる活性物質を考慮する場合にはほとんど役に立たない。特別な物質を担持輸送するよう個別に選定されているので、既知のデリバリー媒体の多くはその放出特性や生分解性を変性する上で十分な融通性を提供するものではない。担体の性質及び／又は活性成分対不活性成分の比率が変更されると、さらに別の実験をする必要がでてくる。
その上、今まで知られている系は、様々な活性成分を担持輸送することができる浮遊性微小粒子又は浮遊性タブレットの製造には有用ではない。それらは、同一のマイクロカプセル内に異種の活性物質を内蔵させること又は別の機能を組み合わせること、例えば、外部の封入膜中に治療用活性物質を、そのコア部に診断用活性物質を内蔵させること、を便利に提供することはないし、また適当な薬剤を都合よく適当量充填することができる市販の生分解性マイクロカプセルを提供することもない。
欧州特許出願第０４５８７４５号（Sintetica）に、界面堆積した生分解性膜によって画定された空気又は気体充填マイクロバルーンが記載されている。これらのマイクロバルーンは、体腔及び血流の超音波画像形成において非常に効率のよい音響反射体として使用可能である。このマイクロバルーンの調製では、揮発性有機溶媒混合物に皮膜生成性ポリマーを溶解し、得られた有機溶液に水性担体相を混合して水中油形乳濁液を生成させる。次いで、その乳濁液を、例えば蒸発法又は不溶化法で処理して該ポリマーを析出、堆積させて液滴の水／溶液境界に膜を形成させる。マイクロバルーン中の有機溶媒を最終的に排除し、そしてその懸濁液を凍結乾燥することにより、マイクロバルーン中の溶媒を空気又は気体に置き換える。疎水性を高めるため、生分解性ポリマーでできたマイクロバルーンは脂肪、ワックス及び高分子量炭化水素を最大２０％まで含有することができる。
米国特許第４，６８４，４７９号（D’Arrigo）に、超音波心臓動態診断法をはじめとする各種用途のための超音波診断測定に有用な安定化されたバブル懸濁液が記載されている。この懸濁液は、水又は鉱油を含む界面活性剤の空気（発泡）混合物の存在下で激しく攪拌することにより形成される。界面活性剤の混合物には（ａ）脂肪酸モノグリセリド、（ｂ）芳香族酸（安息香酸、フェニル酢酸、フタル酸、サリチル酸、等）とステロール（コレステロール、エルゴステロール、ラノステロール、植物性ステロール、等）とのエステル、（ｃ）ステロール、テルペン、胆汁酸及び胆汁酸アルカリ金属塩から成る群より選ばれた成分並びに、必要に応じて、（ｄ）脂肪酸のステロールエステル並びに（ｅ）グリセロール、ジグリセリド及びトリグリセリド（ジラウリン、トリラウリン、ジパルミチン、トリパルミチン、ジステアリン、トリステアリン、ジミリスチン、トリミリスチン、等）から成る群より選ばれた成分が含まれる。
国際特許出願公開第９３／０２７１２号（Danbiosyst）に、固体又は液体のコアの周囲に水溶性澱粉誘導体由来のシェルを形成させた後、そのコアを除去することによって製造された中実又は中空（気体若しくは蒸気が充填された）のアミロデキストリンマイクロカプセルが記載されている。そのコアはペルフルオロヘキサンのような揮発性油であってもよい。このマイクロカプセルは油−水−油形二重乳濁液により調製された後、化学的又は熱的に硬化される。このマイクロカプセルは超音波診断法に使用することができる。
発明の概要
簡単に述べると、本発明は、空気又は気体のコアを封入する生分解性脂質膜を有する平均粒径が数分の一μｍ〜1000μｍ（１mm）のマイクロカプセルに関する。この脂質膜は、室温で固体の生分解可能な一種又は二種以上の水不溶性脂質又はモノ−、ジ−若しくはトリ−グリセリド、脂肪酸、脂肪酸エステル、ステロール、ワックス及びこれらの混合物から選ばれた生分解可能な水不溶性脂質の混合物を含む。モノ−、ジ−又はトリ−ミリスチン、−パルミチン及び−ステアリンが特に有用であるが、トリパルミチン及びトリステアリンが好適である。非凝集性であり、乾燥しており、そして簡単に分散できるので、生理学的に許容できる担体の懸濁液とした場合のマイクロカプセルは治療用活性物質のデリバリー媒体として及び／又は超音波造影剤として有用である。必要に応じて、この脂質膜には生分解性ポリマーを最高75重量％まで含有させることができる。
治療薬及び／又は造影剤として有用な通常の添加剤及び安定剤と共に医薬品として許容できる液状担体中に本発明のマイクロカプセルを有効量含有する懸濁液を含む注射可能な組成物についても開示する。
本発明のマイクロカプセルは、モノ−、ジ−若しくはトリ−グリセリド又はこれらの混合物の溶解物を含む有機溶液と必要に応じて界面活性剤を含有する水溶液とから水中油形乳濁液を調製し、必要に応じて溶媒の一部を蒸発させ、再分散剤を添加し、そして得られた混合物を凍結することによって製造される。次いで、凍結された混合物を凍結乾燥して準球形又は球形のマイクロカプセルを得る。
生理学的に許容できる担体相中にマイクロカプセル（マイクロバルーン）を懸濁させることによる超音波造影剤の製造方法についても開示する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、トリパルミチンから製造された本発明のマイクロカプセルのＳＥＭ写真である。
第２図は、有機溶媒の蒸発によって得られたトリパルミチン析出物のＳＥＭ写真である。
第３図は、壁厚を関数としてマイクロカプセルの反響発生性の変化を示すグラフである。
第４図は、マイクロカプセルの壁厚と濃度を関数として超音波診断用信号の減衰の変化を示すグラフである。
発明の詳細な説明
本発明は、空気又は気体を含むコアを封入するために一種以上の生分解可能な水不溶性の室温で固体の脂質を使用すると、平均粒径が数分の一μｍ〜1000μｍの特に有用な固体のマイクロカプセルが得られるという意外な発見に基づくものである。有用な生分解性脂質は固体の水不溶性のモノ−、ジ−又はトリ−グリセリド、脂肪酸、脂肪酸エステル、コレステロールのようなステロール、ワックス及びこれらの混合物である。モノ−、ジ−及びトリ−グリセリドには主としてモノ−、ジ−及びトリ−ラウリン化合物並びにこれに対応する−ミリスチン、−パルミチン、−ステアリン、−アラキジン及び−ベヘンの誘導体が含まれる。モノ−、ジ−及びトリ−ミリスチン、−パルミチン、−ステアリン並びにジパルミトイルモノオレイルグリセリドのような混合トリグリセリドが特に有用であるが、トリパルミチンとトリステアリンが好適である。脂肪酸又は脂肪酸混合物とグリセリド及び／又はステロールとから製造される場合、その脂肪酸には炭素原子数12個以上の（好ましくは飽和の）室温で固体のすべての脂肪酸が含まれる。これらの脂肪酸には、例えば、ラウリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、セバシン酸、ミリスチン酸、セロチン酸、メリシン酸及びエルカ酸、これら脂肪酸エステルが含まれる。これらの脂肪酸及びそのエステルを他のグリセリドとの混合物として使用することが好ましい。
ステロールは、他のグリセリド及び／又は脂肪酸との混合物として使用することが好ましく、コレステロール、フィトステロール、ラノステロール、エルゴステロール、等、及びこれらステロールと上記脂肪酸とのエステルの中から選ばれるが、コレステロールが好適である。
トリパルミチン、トリステアリンのようなトリグリセリド又は上記トリグリセリドの混合物を使用すると、マイクロカプセルの収率及びそれらの一般特性に関して最良の結果が得られる。ジグリセリドを使用した場合には、収率が低くなり、またマイクロカプセルの凝集傾向が若干認められる。モノグリセリドにより得られたマイクロカプセルの収率は最低であった。このような挙動の正確な説明は不明であるが、疎水性の高い物質から最良のマイクロカプセル又はマイクロバルーンが得られ、しかもその疎水性が低下する又は表面活性が増加するにつれて得られるマイクロカプセルの品質及び量が低下するという事実を説明することができる理由は、疎水性の度合いにありうると仮定される。恐らくはこれが原因で、モノ−、ジ−及びトリ−グリセリドの混合物（例、モノ−、ジ−及びトリ−パルミチンの混合物）による実験では、トリグリセリドの量が増加するにつれて収率は着実に向上する。疎水性のより高いトリグリセリド（脂質）の関与が大きいほど、マイクロバルーンの収率は良好になり、また製造工程もより円滑に進行する。
必要に応じて、生分解可能な水不溶性の脂質に最高75重量％の生分解性ポリマーを混合することができる。この生分解性ポリマーの量は75重量％に制限されるが、これは、グリセリド／ポリマー混合物の生分解性がその組成の一次関数にはならない、すなわち、その生分解性は混合物中に存在するポリマーの量に直接比例して増大或いは低下することはなく、しかしポリマーの生分解性よりもグリセリドの生分解性の方がより決定的である又は大きな影響を及ぼす、ということが意外にも発見されたからである。このことは、グリセリドの量が25重量％以上である場合についてのみ当てはまる。というのは、グリセリドを25重量％以上含有する混合物の生分解性はポリマーのそれよりも脂質のそれに近いからである。しかしながら、ポリマーを75重量％以上含有する混合物の生分解性は純粋なポリマーのそれに近くなる。このことは、グリセリド含有量が25重量％未満の混合物は、生分解性に関しては純粋なポリマーとほとんど同じ挙動を示すことを意味している。しかしながら、脂質の量が25％に近づくと、混合物の特性が変化し、脂質の量がさらに増加すると脂質の生分解速度がポリマーよりも大きくなる、すなわち、ポリマーの存在量を考慮した場合に予測される又は予測できるよりも混合物の生分解性を高めることによって、混合物の生分解性に大きな影響を及ぼす。このことは、混合物の生分解性は個別の生分解性の単なる合計ではなく、過剰に存在する成分によって、しかしグリセリドの影響が優勢となるように、状態調節されることを明確に例示している。ポリマー含有量が75重量％を超える組成物では、生分解性はその純ポリマーの生分解性に急激に近づいていく。
本発明によると、水担体相において、マイクロカプセルのエンベロープの固体構成成分の一種以上を有機溶媒中に溶解させた混合物を分散させて水中油形乳濁液を形成させることによって、グリセリドを含有する平均寸法0.1〜1000μｍの中空のマイクロカプセルが調製される。乳濁液の水相は、その乳濁液を安定化させるために用いられる界面活性剤を有効量含有することができる。界面活性剤としては、ポリビニルアルコール（PVA）、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、リン脂質、例えばホスファチジン酸、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルイノシトール及びこれらの混合物、ソルビタンエーテル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレンソルビタンエステル、エトキシル化飽和グリセリド及び部分脂肪酸グリセリド又はポリグリセリド、等が挙げられるが、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー（例、Pluronic（商標）又はSynperonic（商標））及びリン脂質が好適である。目的生成物の大きさ又は粒径分布が重要である場合だけは界面活性剤を存在させる必要がある。本発明のマイクロカプセルを経口投与用の調剤に使用する場合には、最終の粒径は実際上まったく重要ではないので、界面活性剤（安定剤）は不要にすることができる。しかしながら、その調製物が非経口投与用である場合、水相に界面活性剤を存在させることが重要である。-30℃より低い温度で凍結させる前に、有機溶液の微小液滴が水相に含まれている乳濁液に一定量の再分散剤を添加する。次いで、凍結後の乳濁液を減圧状態に置いて凍結乾燥をする、すなわち有機溶媒を液滴から、また水を担体相から、昇華によって除去する。この比較的遅い溶媒除去の際に、膜の構成成分が液滴の周辺部に向かって凍結した水との境界に到達するまで外方へ移行し、そこでさらなる移動が妨害されるために溶媒／氷界面において分子的に組織化された高密度堆積物が形成され、これが場合によっては溶媒と氷との間の接合部における、すなわち溶媒−氷界面における領域内で半結晶構造を獲得することもあると仮定される。このように、膜の構成成分が集合して、本発明のマイクロカプセルの好ましい特異な特性を説明することができる少なくとも部分的には非晶質の、強度が高く、多孔性の低下した高密度構造になる。
都合のよいいずれの再分散剤でも使用することができるが、アルブミン、ゼラチン、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）及びポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー（例、Pluronic（商標）又はSynperonic（商標））から選ばれた再分散剤が好適である。マイクロカプセルが非凝集性であり、乾燥しており、そして簡単に分散させることができる粉末状である場合には、粒子の凝集を防止するために添加される再分散剤が特に有用である。長期保存のために製造された場合、又はトリパルミチン若しくはトリステアリンのような疎水性トリグリセリド物質から製造された場合には、本発明のマイクロカプセル調製物は一種以上の再分散剤をさらに含む。
本発明により製造された中空マイクロカプセルの多孔性は一般に非常に低く、該マイクロカプセルが気孔をまったく含まない場合もある。この多孔性はマイクロカプセルの脂質濃度又は壁厚の関数になっているようである。多孔性である場合、本発明のマイクロカプセルの孔径は20〜2000nmの範囲にある。
上述したように、本発明のマイクロカプセルを一種以上の生分解可能な水不溶性脂質と生分解性ポリマーとの混合物から調製する場合には、ポリマーを最高75重量％まで使用することができる。生分解性脂質から作られたマイクロカプセルは、投与された場合、体内に約１時間〜数時間存続しうるが、生分解性ポリマーの場合には数日〜数週間存続しうる。このため、投与後の半減期を制御したマイクロカプセルを、脂質と生分解性ポリマーのそれぞれの比率を製造時に調節することによって受注生産することができる。該ポリマーの正確な量は用途によって異なり、また必要とされる生分解性の度合いに直接関係する。例えば、ある種の放出を持続させる用途では、生分解性ポリマーの量は30〜60重量％の範囲内にあることができ、また場合によっては最高75重量％までの範囲をとることができる。しかしながら、本発明のマイクロカプセルを器官や組織の超音波画像診断に使用する場合には、体内からの所望の浄化速度に依存して、生分解性ポリマーの量は１〜50重量％、好ましくは0.5〜10重量％の範囲に、又は0.1重量％程度の低濃度にすることができる。明らかに、肝臓や脾臓の画像化又は超音波心臓動態診断法のような特定の用途では、純トリステアリンや純トリパルミチンのような純粋なグリセリドでできた、又はジパルミトイルモノオレイルグリセリドのような純混合トリグリセリド若しくはグリセリド／脂肪酸／ステロール混合物でできたマイクロカプセルを含有するマイクロカプセル（マイクロバルーン）の水性懸濁液で画像化を実施することができる。
典型的に比較的壁厚の薄い、例えば50〜500nmの超音波診断用マイクロカプセルは、その生分解性が非常に迅速である、すなわち脂質性エンベロープの体内からの浄化が比較的短時間のうちに、例えば最長でも24時間以内に起こるので特に有利である。既知のマイクロバルーンに対して、これは非常に迅速であるため、生物内の応答に関して、本発明の超音波造影剤は、マイクロバブルが液体／気体界面で画定されている、すなわち実体的なエンベロープを含まない水性気体マイクロバブル懸濁液を含む造影剤に匹敵しうる。このような懸濁液では、気液界面は液状担体中に分散している界面活性剤、典型的にはリン脂質、によって安定化されている。このように、本発明のマイクロカプセルは、有用で且つ制御された「寿命サイクル」を示すマイクロバルーンを含む特異な造影剤を提供することになる。本発明の造影剤におけるマイクロバルーンは、所望の部位へ配送されるために必要な安定性と、超音波診断時の体内からの排泄が迅速となるために十分な生分解性とを示す。
マイクロカプセルを一種以上の水不溶性脂質と生分解性ポリマーとの混合物から製造する場合、用いられるポリマーは、部分エステル化されたポリアミノ酸、ポリ乳酸及びポリグリコール酸並びにそれらのコポリマー、ラクチド及びラクトンのコポリマー、ポリペプチド、ポリ（オルト）エステル、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸、並びにこれらのコポリマー、ポリ−β−アミノケトン、ポリホスファゼン、ポリ無水物、ポリヒドロキシブチレート、ポリアミド、ポリジオキサノン、ポリ（ＤＬ−ラクチド−コ−δ−カプロラクトン）、ポリ（ＤＬ−ラクチド−コ−δ−バレロラクトン）並びにポリアルキル（シアノ）アクリレートの中から選ばれるが、しかしながら、ポリラクチド及びポリグリコリド並びにこれらのコポリマーが好適である。所望の組成物に対してポリマーの何か特別な特性、例えば生物付着性（bioadhesivity）を付与したい場合、別の非生分解性ポリマー、例えばエチレンビニルアセテート、ポリアクリル酸、等を単独で、又は上記の生分解性ポリマーとの混合物として使用してもよい。
本発明のマイクロカプセルは治療薬として活性のある物質を配送するために使用することができる。この場合、その活性物質は膜中に含有させてもよいし、コアに充填してもよい。脂質膜又は脂質／ポリマー膜の材料への導入には脂肪親和性である物質が特に適している。膜に内蔵される脂肪親和性物質の量はその性質及び分子量によって変わるが、ビタミンＥ、プレドニソロン、クロラムフェニコールパルミテート及びサルブタモールのような脂肪親和性物質を使用した場合には活性物質／脂質比が非常に高くなる。本発明によるマイクロカプセルには実質的にいかなる生物学的活性物質でも使用可能である。このような物質として、抗細菌化合物、例えばゲンタマイシン、抗ウイルス化合物、例えばリファンパシン、抗菌化合物、例えばアンフォテリシンＢ、抗寄生体化合物、例えばアンチモン誘導体、抗悪性腫瘍化合物、例えばマイトマイシンＣ、ドキソルビシン及びシスプラチナム（cisplatinum）、避妊薬、例えばノルゲストレル、ステロイド、例えばスピロノラクトン、エストラジオール、グルココルチコイド、例えばプレドニソロン、蛍光性化合物、例えばカルボキシフルオレセイン、抗炎症性化合物、例えばサリチル酸及びイブプロフェン、麻酔薬、例えばブピバカイン（bupivacaine）、リドカイン、等が挙げられるが、これらに限定はされない。特に、本発明のマイクロカプセルを抗細菌性抗悪性腫瘍化合物の投与に使用すると良好な結果が得られる。
実験によると、本発明のマイクロカプセルを活性物質のためのデリバリー媒体として使用する場合、出発原料における脂質又は脂質／ポリマー混合物の濃度を変化させることによって種々の効果を実現できることが示された。壁が比較的薄く且つ活性物質対脂質又は脂質／ポリマーの比率が高い、すなわち活性成分濃度が高いマイクロカプセルは、周囲の組織において衝撃療法を生み出すことが確立された。本発明のマイクロカプセルの特別な利点は、活性物質濃度を一定レベルに維持しながら前記比率又は壁厚を変化させて放出の持続される系を作りだすことによって、衝撃療法を受注生産できるという事実から得られる。この系は、順に、運搬される物質、想定される処置法、さらには患者の生理学的状態にも完全に適合させることができる。当業者であれば、本発明の系が提供する自由度が比較を免れていることを認識することができる。
本発明のマイクロカプセルのさらなる利点は、いわゆる浮遊性カプセルの製造の可能性及び容易さによって例示することができる。最近導入された浮遊性カプセルは薬物の経口投与のためのものであり、カプセルが胃液中で浮遊している間に薬物が有利に放出されるものである。このようなカプセルの典型的な用途は経口投与が好ましいとされる用途である。本発明のマイクロカプセルは気体が充填されたコアを有するという事実のため、このマイクロカプセルは活性物質の投与が「浮遊」条件を必要とする系の製造にとって理想的な候補となる。大きな高分子カプセルの中に粉末としてパッキングしても、また適宜圧縮してタブレットにしても、このマイクロカプセルは浮遊作用を提供する。
通常の添加剤及び安定剤を含む医薬品として許容できる液状担体中に有効量のマイクロカプセルを含む懸濁液を含む注射可能な組成物もまた本発明の一部となる。
本発明はまた、一種以上の生分解可能で水不溶性の室温では固体の脂質を必要に応じて生分解性ポリマーと共に有機溶媒又は溶媒混合物に溶解させる工程と、水相を混合する工程と、その混合物を乳化して水中油形乳濁液を形成する工程と、再分散剤を添加する工程と、混合物を凍結する工程と、空気又は気体の存在下で凍結乾燥して空気又は気体が充填された半球形又は球形のマイクロカプセルを含有する粉末を形成する工程と、その粉末を水性担体中で分散させる工程と、空気又は気体を含有するマイクロカプセルとデブリスとをデカント法で分離する工程と、回収したマイクロカプセルを乾燥する工程とを含む固体マイクロカプセルの製造方法にも関する。
生分解性ポリマーとの混合物を使用した場合の例として、膜の正確な組成に依存して、上記の方法を変更してさらに別の有機溶媒蒸発工程を含めることができる。その場合、蒸発工程は水中油形乳濁液の形成後に実施すればよい。マイクロカプセルが脂肪可溶性の生理学的に活性な物質を運搬する場合、水相との接触前に膜形成性物質の有機溶液に該物質を添加する。
脂質溶液の調製用の有機溶媒は純溶媒又は溶媒混合物であることができる。混合物の場合、生分解性ポリマーの種類や量に依存して、該混合物は水溶性溶媒及び水不溶性溶媒を含むことができる。水不溶性有機溶媒はアルカン、シクロアルカン、芳香族炭化水素、エーテル及びハロゲン化炭化水素の中から選ばれる。さらに具体的には、該溶媒はトルエン、キシレン、シクロオクタン、シクロヘキサン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジフルオロテトラクロロエタン、ジブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、イソブチル−メチルケトン及びこれらの混合物の中から選ぶことができる。
水溶性溶媒はいずれのものでも使用可能であるが、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が好適である。作業工程の円滑さを確実にするため、水相をＴＨＦで飽和させてから有機溶媒との混合工程を実施することができる。明らかに、この水相は、乳濁液の安定化に役立つイオン性又は非イオン性の界面活性剤を種々の量でさらに含有することができる。形成時に水中油形乳濁液が迅速に凍結する場合、界面活性剤は必要でないこともある。既知の界面活性剤のいずれのものでも使用可能であるが、ポリオキシエチレン／ポリオキシプロピレン系ブロックコポリマー及びリン脂質が好適である。
本発明のマイクロカプセルには、同時に数種類の活性物質を充填することができる。上述したように、このカプセルは、その膜中に生理学的活性成分を担持させることができるが、そのコアに活性物質を担持させてもよい。コアに担持される活性物質として以下の化合物が想定される。すなわち、インシュリン、ペプチド、ポリペプチド、イムノモジュレーター、ホルモン、酵素及び酵素インヒビター、ヘパリン、血液タンパク質、ヌクレオチド、糖類、モルフィン、プロキシフィリン、イオン性及び非イオン性ヨウ素化造影剤（イオパミドール、イオメプロール、等を含む）、ＭＲＩ造影剤、例えば各種キレート化剤とのガドリニウム錯体（Ｇｄ−ＢＯＰＴＡ、Ｇｄ−ＤＴＰＡ、Ｇｄ−ＥＤＴＡ、等を含む）であるが、インシュリン及びイオメプロール（iomeprol）が好適である。コアが空気又は気体で充填されており且つ膜が純脂質である又は生分解性ポリマーを最高７５重量％含有する脂質混合物である場合、本発明のマイクロカプセルは人体又は動物の器官の超音波診断に適している。明らかに、この場合における正確なマイクロカプセル組成は、体内からのマイクロカプセルの所望の浄化性に依存する。超音波診断用造影剤は、生理学的に許容できる適当な水性担体、例えば緩衝化された若しくは緩衝化されていない生理食塩水（０．９％ＮａＣｌ水溶液、緩衝液１０ｍＭトリス−ＨＣｌ）又は５％デキストロース若しくはマンニトール水溶液又は２．６％グリセロール水溶液に、本発明のマイクロカプセルを懸濁させることによって容易に製造される。本発明のマイクロカプセルを含む注射可能な治療効果のある組成物を製造する場合、活性成分を担持しているマイクロカプセルを、通常の添加剤及び安定剤を含有する一般に用いられている生理学的に許容された担体中に懸濁させる。
下記実施例は本発明をさらに説明するものである。
実施例１
各種量のトリパルミチン（表参照）を四塩化炭素（0.6mL）に溶解し、得られた溶液を0.1% SYNPERONIC F108（ICI）（商品名）を含有する蒸留水（40mL）中でPOLYTRONホモジナイザー（1000rpm、１分）によって乳化させた。得られた液滴の平均直径を光子相関分光光度計（Malvern Master Sizer）で測定したところ４μｍであった。
10mLの蒸留水中に250mgのウシ血清アルブミン（SIGMA製）を溶解させた溶液を含有する500mLのガラス容器に上記乳濁液を加えた。混合後、得られた溶液を-40℃において急冷して凍結乾燥（CHRIST）させた。凍結乾燥後、そのケークを12mLの蒸留水中で再懸濁させた。空気を包含するマイクロカプセルは表面に上昇する一方で、デブリス、破壊した外殻部、等は溶液中に残存したか又は容器の底に沈んだ。その浮遊しているカプセルを回収し、0.9% NaCl中で再懸濁させ、そしてマイクロカプセルのアリコートを走査型電子顕微鏡（SEM）で分析した。平均寸法４μｍの球形マイクロカプセルであって、場合によっては気孔が目に見えるものが観測された（第１図を参照されたい）。この多孔質のマイクロカプセルは約50mg以下のトリパルミチン濃度で存在する場合が多かった。マイクロカプセルの表面では比較的高濃度のトリパルミチン、すなわち50mgよりも高濃度のトリパルミチンのフレークが観測された。平均壁厚を求めるため、二枚のガラス板の間にいくつかのマイクロカプセルを配置して破壊した。次いで、その厚さをＳＥＭで概算した。

このように、トリパルミチンの増量に伴ってマイクロカプセルの壁厚は増加し、またそれと共に損傷のない（すなわち、浮遊している）マイクロカプセルの収量も増加している。
上記の実施例を繰り返す際に、得られた乳濁液を凍結乾燥の代わりにロータリーエバポレーターに配置して有機溶媒を徐々に蒸発させると、得られたケークは結晶様堆積物状のトリパルミチン中実粒子になる（第２図を参照されたい）。
実施例２
別の生分解性脂質及び／又は溶媒を使用して実施例１の実験を繰り返した。トリグリセリド（トリアラキン、トリステアリン、トリパルミチン、トリミリスチン、トリラウリン）、混合トリグリセリド（ジステアロイルモノオレイルグリセリド）、ジグリセリド（ジパルミチン）、脂肪酸（パルミチン酸、ステアリン酸）、コレステロールエステル（コレステロールパルミテート）及びワックス（例、ミリシルパルミテート）を用いて浮遊性マイクロカプセルを得た。また、市販の脂質調製物、例えば、水素化植物油（Lutrilab）又は飽和ポリ解糖（polyglycolysed）グリセリド（Gelucire, Gattefosse, France）を使用してもよい。下記の水不溶性溶媒、すなわち、トルエン、キシレン、シクロオクタン、シクロヘキサン、ジフルオロテトラクロロエタン、ジブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、クロロホルム、イソブチルメチルケトンが好ましい結果を与えた。再分散剤としては、ウシ血清アルブミン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール及びオキシエチレン／オキシプロピレン系ブロックコポリマー（ポロキサマー（poloxamer）、Pluronic（商標）又はSynperonic（商標））が特に有効である。
実施例３
四塩化炭素の代わりに水溶性溶媒と水不溶性溶媒の混合物、例えばシクロオクタン（0.6mL）とテトラヒドロフラン（THF; 30mL）を使用して実施例１を繰り返した。これらの条件下では、機械的な攪拌（1000rpm）で十分に安定な乳濁液が得られ、ホモジナイザーは必要ではなかった。凍結乾燥の前に、ロータリーエバポレーターにおいて15℃（30分、15mmHg）で蒸発させることにより大部分のTHFを除去した。ジパルミチン、トリステアリン、トリパルミチン、パルミチン酸及びステアリン酸を用いて浮遊性マイクロカプセルを得た。
脂質の混合物、例えば、トリパルミチンと５〜40重量％のトリウンデカニン、コレステロール、パルミチン酸、セバシン酸、モノパルミチン及びジパルミチンの一種を含む混合物もまた良好な収率で浮遊性マイクロカプセルを与えた。
実施例４
実施例３に記載した手順によって、脂質と生分解性ポリマーとを組み合わせてできたマイクロカプセルを得た。例えば、ポリ乳酸−コ−グリコール酸（Boehringer Ingelheimドイツ製RESOMER R207）、ポリホスファゼン、ポリグルタミン酸のエステル。純グリセリドでできたマイクロカプセルの生分解性測定により、ポリマーをまったく含まないマイクロカプセルは24時間以内に完全に消化されたことが示された。各種グリセリド（ジパルミチン、トリパルミチン及びトリステアリン）の間で生分解性に差が見られたが、この差はグリセリドと生分解性ポリマーとの混合物について得られた結果と比べれば小さい差であった。
トリパルミチン対ポリグルタミン酸エステルの比率を変え、実施例３に記載したようにマイクロカプセルを調製した。用いたポリマーをイソアミルアルコールでエステル化し（エステル化度６５％）、そして微量の¹⁴Ｃエタノール（DuPont-NEN）で標識した。純トリパルミチンでできたカプセルを¹⁴Ｃトリパルミチン（Amersham）で標識した。マイクロカプセルの平均直径は3.5〜4.5μｍの間にあった。このマイクロカプセルを生理食塩水中に懸濁させ、マウスに静脈注射した（６×10⁹個マイクロカプセル/kg）。三匹のマウスから成るグループを３日（72時間）後、28日（672時間）後及び90日（2160時間）後に犠牲にした。マイクロカプセルは主に肝臓に吸収されたので、マイクロカプセルの生分解性は肝臓の全放射能を計数することによって測定した。これらの結果（表２を参照されたい）は、いずれの場合にも、３日後の肝臓において注入放射能の主要吸収量を示している。100%トリパルミチンのカプセルの場合は、３日後にはカプセルが消化されてその分解生成物は排除された。反対に、ポリマーを含有するカプセルは比較的ゆっくりと分解した。75％又は50％のトリパルミチンを含むカプセルは28日後には大部分が消化されたが、25％のトリパルミチンを含むカプセルは純ポリマーによるカプセルとほぼ同等な挙動を示す。トリステアリン／ポリ乳酸−コ−グリコール酸系マイクロカプセルでも同様の結果が得られた。
結果を分析すると、生分解性は組成の一次関数にはならないこと、すなわち生分解性は生分解性の低い成分（ポリマー）の量に直接比例して増加又は低下することがなく、組成物の生分解性はポリマーよりもグリセリドの生分解性の方によって優先又は決定されることが示される。このことが特に当てはまるのは、グリセリドが100％〜25％の範囲に又は生分解性ポリマーが０〜75重量％の範囲にある場合である。

このことは、25％を上回る量にあるグリセリドは混合物の生分解性により大きな影響を及ぼし、その生分解性をポリマーに付与することで、個別成分の存在量を考慮した場合に予測される程度よりも高い生分解性を示す混合物が得られることを意味している。このことは、混合物全体としての生分解性が個別成分の生分解性の単なる合計にはならず、過剰に存在する成分によって、しかしながらグリセリドの生分解性の方へ影響がシフトされるように、状態調節されることを明らかに例示している。ポリマー含有量が75重量％を上回る組成物については、生分解性は純ポリマーの生分解性に急激に近づいていく。
実施例５
15mgのジアゼパム（7-クロロ-1,3-ジヒドロ-1-メチル-5-フェニル-2H-1,4-ベンゾジアゼピン-2-オン、Valium（登録商標）、Roche）と85mgのトリパルミチンを使用して、実施例１に記載したようにジアゼパムを含有するマイクロカプセルを調製した。0.1％ポリビニルアルコール（PVA）を含有する水性媒体中で機械攪拌して乳濁液を形成させた後、その調製物を-40℃に冷却して凍結乾燥した。得られたケークを水中で再懸濁して浮遊性のカプセルだけを回収した。その浮遊性（空気充填）カプセルを集めて乾燥した。回収したジアゼパム基準の収率は42％であった。これらのカプセルは５μｍ〜100μｍを超える範囲までの広い範囲の粒径を示した。インビトロでは、この「浮遊性カプセル」は、水性媒体中で12時間にわたり薬物を徐々に且つ一様に放出することを示した。上記の結果から、本発明による薬物含有浮遊性マイクロカプセルは、経口投与後、胃に長期間（例、９時間）残留し、その捕捉された薬物を徐々に且つ継続的に放出するであろうことが予測できる。比較として、遊離の薬物を含有する常用の非浮遊性タブレットは即座に溶解し、その場合には「過剰投与量」の薬物を配送する。しかしながら、その溶解を遅くした場合には、通常の経過時間内に、すなわちせいぜい投与後２時間以内に、胃から排除される。このように、本発明のマイクロカプセルは通常の又は非浮遊性のマイクロカプセル又は粒子を上回る利点を提供するものである。
実施例６
実施例１と同様に、一方は５mgのテトラカイン（塩基形、SIGMA）と30mgのトリステアリンを使用して、他方は５mgのテトラカインと50mgのトリステアリンを使用して、マイクロカプセルを調製した。これら二種の調製物により、同じ4.5μｍの平均寸法（直径）を有するが壁厚の異なるマイクロカプセルが得られた。30mgのトリステアリンを含む調製物からは「壁の薄い」（60〜70nm）マイクロカプセルが、50mgのトリステアリンを含む調製物からは「壁の厚い」（80〜100nm）マイクロカプセルが形成した。テトラカインの捕捉収率はそれぞれ30％及び50％であった。壁の薄いマイクロカプセルと壁の厚いマイクロカプセルの薬物放出特性を比較した。壁の薄いマイクロカプセル及び壁の厚いマイクロカプセルを10mLの0.9％ NaClにそれぞれ等量懸濁させた。次いで、その試料を透析袋（分子量カット=15,000）に入れて、それらの袋を40mLの0.9％ NaCl中につり下げた。その透析物（100μL）のアリコートを異なる時間で採取し、１mLの水性THF（60%）を混合し、そしてテトラカインの放出量をUV分光光度計（307nm）によって時間の関数として測定した。壁の薄いマイクロカプセルは、８時間後には捕捉薬物の75％が解放されたように非常に迅速な放出を示した。一方、壁の厚いマイクロカプセルでは、８時間後には薬物の53％しか放出されなかった。このような壁厚の小さな差によるマイクロカプセルの薬物の放出性の差（又は遅延）の22％から、マイクロカプセルの壁厚をさらに調整することによって広範囲にわたる薬物放出性が得られることが考えられる。このように、壁厚を制御することによって、薬物の放出性を所望の値に制御、調整することが可能である。
実施例７
生分解性脂質の他に種々の薬物を内蔵させることにより実施例１を繰り返した。特に、ビタミンＥ、プレドニソロン、クロラムフェニコールパルミテート、ノルゲストレル及びサルブタモールで良好な結果が得られた。
実施例８
実施例１で調製したマイクロカプセルの超音波診断用造影剤としての使用可能性を、１mL当たり７×10⁵個のマイクロカプセルを含有する懸濁液の７MHzにおける後方散乱係数を測定することによって評価した。

表３及び図３からわかるように、マイクロカプセルの壁が薄いほど（すなわち、少量のトリパルミチンで調製されたマイクロカプセル）、反響性（echogenicity）は高くなっている。壁厚が増加すると、例えば、60nm（第３図中C40）から160nm（第３図中C75）へ、さらには300nm（第３図中C100、トリパルミチン100mgによる）又はそれ以上（第３図中C200）へと増加すると、反響性は低下していく。濃度が100mgを超えて壁厚が約90nmになると、反響性は非常に低くなり、マイクロカプセルの壁が硬くなりすぎて超音波振動による圧力変動に有効且つ効率的に応答できなくなっていることを示唆している。このことは、超音波診断用信号の減衰をマイクロカプセルの壁厚及び懸濁液中濃度を関数としてプロットした場合に特に明白になる（第４図を参照されたい）。このグラフから、信号減衰は壁厚の一次関数となり、しかもマイクロカプセルの壁厚を50％薄くすることによって超音波診断用信号の減衰が二倍に増加することになる。
実施例９
実施例１に従って、壁厚が50nm〜100nmの範囲にある100mgの乾燥したマイクロカプセルを調製した。そのカプセルの3mgを2mLの生理食塩水に分散させた。この懸濁液は、ウサギに静脈注射した後、パルス化したカラードップラーモードにおいて二時間にわたり腎動脈で強い超音波信号を与えた。
30％、50％及び75％のポリ乳酸−コ−グリコール酸を含む混合物を用いて実施例３に従って調製されたマイクロカプセルで同じ実験を繰り返した。これらのマイクロカプセルを生理食塩水に懸濁させ、ウサギに静脈注射した。三種類の試料で得られた超音波診断応答は同等に有効であった。
実施例10
50mgのトリパルミチンを使用して実施例１に記載したように壁の薄いマイクロカプセルを調製した。生理食塩水中（５mL、１mL当たり６×10⁸個のマイクロカプセル）で凍結乾燥及びデカント廃棄した後に回収したマイクロカプセル（約４μｍ）を、気密容器内でイオメプロール（BRACCO，イタリアが開発した非イオン性ヨウ素化造影剤）の50％水溶液中に導入した。１分間に２〜４×10⁵パスカルの圧力を加えることによって空のマイクロカプセルに造影剤水溶液を充填し、よってマイクロカプセルを沈めた。次いで、充填後のマイクロカプセルを低速遠心分離法で回収し、10mg/mLのアルブミンを含有する少量の蒸留水に再懸濁し、そして乾燥した。得られた粉末を蒸留水中に懸濁し、そして浮遊しているマイクロカプセルを回収した。この工程を、封入されていないイオメプロールのすべてが除かれるまで数回繰り返した。捕捉されたイオメプロールの分析は、調製物のアリコートに高圧（典型的には４×10⁵パスカル）をかけ、室温で１時間インキュベートし、その後放出されたイオメプロールをＵＶ分光光度計で測定する方法で実施した。これらの結果は、乾燥マイクロカプセル１mg当たり0.5〜2mgのイオメプロールが封入されたことを示した。このイオメプロール充填マイクロカプセルを（乾重量で）40mg含有する0.9％ NaCl溶液をラットに静脈注射した後、コンピューター処理した断層撮影法により認められた肝臓のコントラストは相当に増強された。同様にインシュリンを調製し、そしてさらに高い充填量を達成した。これらの実施例は、本発明のマイクロカプセルに親水性化合物を充填できることを示唆している。

Claims (31)

1. 空気又は気体のコアを封入している生分解性膜を有する平均粒径が0.1μｍ〜1000μｍの固体マイクロカプセルであって、該膜が、一種又は二種以上の生分解可能な水不溶性で且つ室温で固体のトリ-グリセリドを50重量％以上含むことを特徴とする固体マイクロカプセル。
2. トリ-グリセリドがトリ-ミリスチン、-パルミチン若しくは-ステアリン又はこれらの混合物である、請求項１に記載のマイクロカプセル。
3. モノ-グリセリド、ジ-グリセリド、脂肪酸、ステロール又はこれらの混合物から選ばれた別の生分解可能な水不溶性で且つ室温で固体の脂質をさらに含む、請求項１に記載のマイクロカプセル。
4. 脂肪酸がアラキジン酸、ベヘン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、セバシン酸、ミリスチン酸及びエルカ酸の中から選ばれる、請求項３に記載のマイクロカプセル。
5. ステロールがコレステロール、フィトステロール、ラノステロール、エルゴステロール及びこれらステロールと請求項３に記載の脂肪酸とのエステルの中から選ばれる、請求項３に記載のマイクロカプセル。
6. 膜が少なくとも部分的に結晶性又は半結晶性である、請求項１に記載のマイクロカプセル。
7. 膜がさらに生分解性ポリマーを最高で50重量％含む、請求項１又は２に記載のマイクロカプセル。
8. マイクロカプセルが多孔質であって20〜2,000nmの気孔を有する、請求項１、２又は３に記載のマイクロカプセル。
9. マイクロカプセルが非凝集性であり、乾燥しており、そして液状担体中で簡単に分散させることができる、請求項１に記載のマイクロカプセル。
10. マイクロカプセルがさらに、アルブミン、ゼラチン、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）及びポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン系ブロックコポリマーの中から選ばれた再分散剤を含む、請求項９に記載のマイクロカプセル。
11. 生分解性ポリマーが最高で10重量％の量で存在している、請求項７に記載のマイクロカプセル。
12. 生分解性ポリマーが、部分エステル化されたポリアミノ酸、ポリラクチド及びポリグリコリド及びそれらのコポリマー、ラクチド及びラクトンのコポリマー、ポリペプチド、ポリ（オルト）エステル、ポリジオキサノン、ポリ−β−アミノケトン、ポリホスファゼン、ポリ無水物、ポリヒドロキシブチレート並びにポリアルキル（シアノ）アクリレートの中から選ばれた、請求項７又は11に記載のマイクロカプセル。
13. マイクロカプセルがさらにポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン系ブロックコポリマー及びリン脂質の中から選ばれた界面活性剤を含む、請求項１〜12のいずれか一項に記載のマイクロカプセル。
14. 膜がさらに治療用活性物質を含む、請求項１〜13のいずれか一項に記載のマイクロカプセル。
15. 治療用活性物質が、抗細菌化合物、抗ウイルス化合物、抗菌化合物、抗寄生体化合物、抗悪性腫瘍化合物、避妊薬、ステロイド、グルココルチコイド、蛍光性化合物、抗炎症性化合物、麻酔薬及びこれらの混合物の中から選ばれる、請求項14に記載のマイクロカプセル。
16. 治療用活性物質が脂肪親和性物質である、請求項14に記載のマクロカプセル。
17. 脂肪親和性物質がビタミンＥ、プレドニソロン、クロラムフェニコールパルミテート及びサルブタモールの中から選ばれた、請求項16に記載のマイクロカプセル。
18. コアが非イオン性ヨウ素化造影剤又はＭＲＩ造影剤を含む、請求項１〜14のいずれか一項に記載のマイクロカプセル。
19. コアがインシュリンを含む、請求項１〜14のいずれか一項に記載のマイクロカプセル。
20. 請求項14に記載のマイクロカプセルを生理学的に許容できる担体相に懸濁させることによる造影剤の製造方法。
21. 請求項１〜14のいずれか一項に記載のマイクロカプセルの有効量を、医薬品として許容できる液状担体中に懸濁状態で含む注射可能な組成物。
22. a)生分解性トリ-グリセリドを有機溶媒又は溶媒混合物に溶解させる工程と、
    b)水相を混合する工程と、
    c)その混合物を乳化して水中油型乳濁液を形成する工程と、
    d)後続の工程f)及び／又はi)におけるマイクロカプセルの凝集を防止するための、アルブミン、ゼラチン、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）及びポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン系ブロックコポリマーの中から選ばれた再分散剤を添加する工程と、
    e)凍結する工程と、
    f)凍結乾燥してマイクロカプセルを含有する粉末を形成する工程と、
    g)該粉末を水性担体中で分散させる工程と、
    h)空気又は気体を含有するマイクロカプセルとデブリスとをデカント法で分離する工程と、
    i)回収したマイクロカプセルを乾燥する工程
    とを含むことを特徴とする、請求項１〜14のいずれか一項に記載の固体マイクロカプセルの製造方法。
23. 水中油型乳濁液の形成後に有機溶媒の一部を蒸発させる、請求項22に記載の方法。
24. 溶媒混合物が水溶性有機溶媒と水不溶性有機溶媒との混合物である、請求項22に記載の方法。
25. 水不溶性有機溶媒がアルカン、シクロアルカン、芳香族炭化水素、エーテル及びハロゲン化炭化水素の中から選ばれる、請求項24に記載の方法。
26. 溶媒がトルエン、キシレン、シクロオクタン、シクロヘキサン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジフルオロテトラクロロエタン、ジブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、イソブチルメチルケトン及びこれらの混合物の中から選ばれる、請求項25に記載の方法。
27. 界面活性剤がポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン系ブロックコポリマー及びリン脂質の中から選ばれる、請求項22に記載の方法。
28. 脂質の溶液に治療用活性物質を添加してから水相を混合する、請求項22に記載の方法。
29. 人体又は動物の器官の超音波画像診断用の、請求項１〜14のいずれか一項に記載のマイクロカプセル。
30. 治療用として有効な注射可能な組成物の製造に用いるための、請求項１〜17のいずれか一項に記載のマイクロカプセル。
31. 超音波診断用造影剤の製造に用いるための、請求項１〜14のいずれか一項に記載のマイクロカプセル。

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