JP4584830B2 - ランタンオキシカーボネートを製造する方法、組成物、哺乳類の高リン血症の処置の方法、およびリン酸塩を結合する方法 - Google Patents
ランタンオキシカーボネートを製造する方法、組成物、哺乳類の高リン血症の処置の方法、およびリン酸塩を結合する方法 Download PDFInfo
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図面を参照して本発明の工程を説明する。この説明は、一般的にランタン化合物を参照するが、ランタンを使用することは、この説明を簡便とするためであって、本発明を限定するものでも、ランタン化合物にのみ請求項を限定するものでもない。事実、本願に記載の工程及び化合物類は、Ce及びYなど、ランタンだけでなく希土類金属に同等に適用可能である。
a.水溶液には低い溶解性を示し、特に、非セラミック化合物に比較して、血清及び消化管液で顕著である。
b.これらの中空形状により、固体粒子と比較して低いバルク密度を有する。密度の低い粒子では、消化管での滞留が起こりにくい。
c.良好なリン酸結合性を有する。観察した動態では、一般的に市販の水和物であるLa2(CO3)3・H2O及びLa2(CO3)3・4H2Oよりも良好である。ランタン酸塩化物の場合、結合又は吸着されるリン酸量と時間との関係は、市販のランタンカーボネート水和物に比較してより線形に近い傾向となる。その初期反応率は低いが、時間とともに有意に減少しない。この挙動は、線形又は実質的に線形の結合動態と規定される。このことは、おそらく、他の陰イオンの存在下でより選択的なリン酸結合性を示すものである。
d.上記のa、b及びcの特性は、現存する生成物よりも消化管相互作用が低くなると期待される。
e.これらの特定の構造及び低い溶解性に起因して、本発明の生成物は、血流に直接配置されるフィルタリング装置に使用される能力を有する。
d[PO4]/dt=−k1[PO4]
ここで、[PO4]は、溶液中のリン酸濃度(モル/l)であり、tは、時間(分)であり、k1は、一次反応速度定数(分−1)である。上記の表は、初期反応率に関する速度定数を与える。つまり、この速度係数は、反応の第一分に関する実験値から算出される。
1/2La2O2CO3+PO4 3−+2H2O→LaPO4+1/2H2CO3+3OH−
で示される。
この反応率が、PO4 3−イオンがオキシカーボネート及び利用可能なオキシカーボネートの領域の表面への拡散に限定される場合、図9で示した観察された関係を説明され得る。その機構は、溶解した形のランタンが存在することを必要とはしない。この理由により、第一分後の反応率の減少が説明される:オキシカーボネートの表面上でのリン酸ランタンの形成は、反応に利用可能な領域を減少させる。
塩化ランタンとして100g/lのランタンを含有する水性溶液を、アウトレット温度250℃に保持しながらスプレードライヤーに注入する。スプレードライステップに対応する中間生成物は、バッグフィルターに回収される。この中間生成物を、900℃で4時間焼成する。図12は、25,000倍に拡大した、この中間生成物の走査電子顕微鏡図である。この図は、ニードル様の粒子に形成された多孔質構造を示す。この中間生成物(図13)のX線回折パターンは、これがランタン酸塩化物LaOClからなることを示す。
リン酸に対する市販のランタンの反応性を同定するため、本発明のランタン酸塩化物を使用する代わりに、市販のランタンカーボネートであるLa2(CO3)3・H2O及びLa2(CO3)3・4H2Oを用いることを除いては、上記の例1と同様の条件で行った。図14上に追加した曲線は、市販のランタン化合物であるLa2(CO3)3・H2O及びLa2(CO3)3・4H2Oに対応するリン酸除去率を示す。図14は、市販のランタンカーボネートを用いたリン酸除去率が初期的には速いが約3分後には遅くなることを示す。
334.75mLの容量で、La2O3として29.2重量%の濃度のLaCl3(塩化ランタン)を含有する水性塩酸溶液を4lのビーカーに加え、撹拌しながら80℃に昇温した。このLaCl3溶液の初期pHは2.2であった。63.59gの炭酸ナトリウム(Na2CO3)を含有する265mlの水性溶液を、2時間一定流率で小型ポンプを用いて上記の加熱ビーカーに加えた。フィルター紙を適用したブフナーフィルタリング装置を用いて、ろ過物を白色粉末生成物から分離した。このフィルターケーキを、2lの水で4回撹拌し、反応中に形成されたNaClを洗浄するようにフィルタリングした。この洗浄されたフィルターケーキを、105℃、2時間、又は、重量が安定するまで、対流式オーブンに載置した。図15は、120,000倍に拡大した、この生成物の走査電子顕微鏡図である。この図は、上記化合物がニードル様の構造を呈することを示す。この生成物(図16)のX線回折パターンは、ランタンオキシカーボネート水和物(La2O(CO3)2・xH2O;xは2〜4)からなることを示す。
リン酸に対する市販のランタンの反応性を同定するため、本発明のランタン酸塩化物の代わりに、市販のランタンカーボネートである、La2(CO3)3・H2O及びLa2(CO3)3・4H2Oを用いたことを除いては、上記の例3の第2部分と同様の条件で検討した。図17は、市販のランタンカーボネートである、La2(CO3)3・H2O及びLa2(CO3)3・4H2Oを用いて除去されたリン酸の除去率を示す。図17は、本発明によるランタンオキシカーボネートのリン酸除去率が市販のランタンカーボネートである、La2(CO3)3・H2O及びLa2(CO3)3・4H2Oのリン酸除去率よりも速いことを示す。
334.75mlの容量を有しLa2O3として29.2重量%の濃度のLaCl3(塩化ランタン)を含有する水性HCl溶液を、4lのビーカーに添加し、撹拌しながら80℃に昇温した。このLaCl3溶液の初期pHは、2.2であった。63.59gの炭酸ナトリウム(Na2CO3)を含有する265mlの水性溶液を、2時間、一定の流率にて小型ポンプを用いて上記の加熱されたビーカーに添加した。フィルター紙を適用したブフナーフィルタリング装置を用いて、ろ過物を白色粉末生成物から分離した。このフィルターケーキを、2lの蒸留水で4回撹拌し、反応中に形成されたNaClを洗浄するようにフィルタリングした。この洗浄されたフィルターケーキを、105℃、2時間、又は、重量が安定するまで、対流式オーブンに載置した。最終的に、このランタンオキシカーボネートをマッフルファーネス内のアルミニウムトレイに載置した。このファーネスの温度を500℃に昇温し、3時間この温度で保持した。得た生成物は、無水ランタンオキシカーボネートであるLa2O2CO3であることが同定された。
リン酸に対する市販のランタンの反応性を同定するため、本発明のLa2O2CO3を使用する代わりに、市販のランタンカーボネートであるLa2(CO3)3・H2O及びLa2(CO3)3・4H2Oを用いることを除いては、上記例5の第2部分と同様の条件で検討を行った。図20は、市販のLa2(CO3)3・H2O及びLa2(CO3)3・4H2Oを用いたリン酸除去率を示す。図20は、本発明の工程に従って製造された無水ランタンオキシカーボネートのリン酸除去率が、市販のランタンカーボネート無水物であるLa2(CO3)3・H2O及びLa2(CO3)3・4H2Oで観察される除去率よりも速いことを示す。
酢酸ランタンとして100g/lのランタンを含有する溶液を、アウトレット温度250℃でスプレードライヤーに注入した。このスプレードライステップに対応する中間生成物をバッグフィルターで回収した。この中間生成物を、600℃、4時間焼成した。図21は、80,000倍に拡大したこの生成物の走査電子顕微鏡図を示す。図22は、この生成物のX線回折パターンを示す。この結果は、この生成物が無水ランタンオキシカーボネートからなることを示す。このX線回折パターンは、この化合物の化学的成分が同様であるにも関わらず、例5に対応する回折パターンと異なる。この化合物の一般式は、La2CO5である。図21と図18とを比較すると、本例の化合物は、例5で形成された円形の粒子とは対照的に、リーフ様及びニードル様の構造を示す。この粒子は、例えば、消化管や血流などの水性又は非水性媒体からリン酸を直接除去する装置に使用し得る。
リン酸に対する市販のランタンの反応性を同定するため、本発明に従って生成されたランタンオキシカーボネートの代わりに市販のランタンカーボネートであるLa2(CO3)3・H2O及びLa2(CO3)3・4H2Oを使用した。図23は、市販のランタンカーボネートであるLa2(CO3)3・H2O及びLa2(CO3)3・4H2Oのリン酸除去率を示す。また、図23は、オキシカーボネートのランタンオキシカーボネートのリン酸除去率が市販のランタンカーボネートであるLa2(CO3)3・H2O及びLa2(CO3)3・4H2Oの除去率よりも速いことを示す。
塩化チタン又は120g/lのTiと450g/lのClとを含有する酸塩化物の溶液に等価な2.2g/lのリン酸ナトリウムNa3PO4を添加した。この溶液を、アウトレット温度250℃でスプレードライヤーに注入した。このスプレードライヤーにより得られた生成物を、1050℃で4時間焼成した。この生成物を、2モル/lのHClを用いて洗浄し、且つ、水を用いて洗浄した。図24は、得たTiO2の走査電子顕微鏡図を示す。この結果は、約250nmの個々の粒子がこの構造中で互いに結合した多孔性構造であることを示す。この構造は、良好な機械的強度を示す。この材料は、血液などの流体流における不活性なフィルター材料として使用し得る。
例9の生成物を、100g/lのランタンを含有する塩化ランタンの溶液に再スラリー化する。このスラリーには、重量比で約30%のTiO2を含有する。このスラリーを、アウトレット温度250℃で、スプレードライヤーにてスプレードライした。スプレードライで得た生成物を、さらに、800℃で5時間焼成した。この生成物は、ナノサイズのランタン酸塩化物のコーティングを有する多孔性のTiO2構造からなる。図25は、このコートされた生成物の走査電子顕微鏡図を示す。この電子顕微鏡図は、TiO2粒子が数マイクロの寸法を有することを示す。LaOClは、長手の結晶の結晶化堆積物として存在し、約1μm長、0.1μmの直径であって、ナノサイズの厚みのフィルムとしてTiO2触媒支持表面に強固に結合している。ルチル結晶の結晶方向は、LaOCl結晶成長用のテンプレートとして作用する。この堆積物の粒子径は、上記の第2焼成ステップの温度を変化させることにより、ナノメートルからマイクロメートルの範囲で可変である。
334.75mlの容量を有しLa2O3として29.2重量%の濃度のLaCl3(塩化ランタン)を含有する水性HCl溶液を、4lのビーカーに添加し、撹拌しながら80℃に昇温した。LaCl3溶液の初期pHは、2.2であった。63.59gの炭酸ナトリウム(Na2CO3)を含有する265mlの水性溶液を、2時間、一定流率で小型ポンプを用いて、上記の加熱したビーカーに添加した。フィルター紙を適用したブフナーフィルタリング装置を用いて、ろ過物を白色粉末生成物から分離した。このフィルターケーキを、2lの水で4回撹拌し、反応中に形成されたNaClを洗浄するようにフィルタリングした。この洗浄されたフィルターケーキを、105℃、2時間、又は、重量が安定するまで、対流式オーブンに載置した。この生成物のX線回折パターンは、この生成物が水和ランタンオキシカーボネートであるLa2O(CO3)2・xH2O(xは2〜4)からなることを示す。この生成物の表面積を、BET法を用いて同定した。この試験を3回繰返し、表1に示すとおり、若干異なる表面積と異なる反応率を得た。
6匹のビーグルイヌに、ランタンオキシカーボネートであるLa2O(CO3)2・xH2O(化合物A)又はLa2O2CO3(化合物B)のカプセルを、2250mgのランタンとして交差的(cross−over design)に、1日2回(6時間空けて)経口投与した。投与は、エサを給餌した後30分後に行った。交差アーム(crossover arm)間で、少なくとも14日のウォッシュアウトを設定した。投与後1.5、3、6、7.5、9、12、24、36、48、60及び72時間後血漿を採取し、ICP−MSを用いてランタンの分析を行った。投与前及び約24時間後に、尿をカテーテルで採取し、クレアチニン及びリン濃度を測定した。
6匹のSDラットのグループに、2週間かけて2ステージで腎臓摘出を5/6(5/6th)で行い、ランダムに処置する前にさらに2週間回復させた。これらグループに、ビヒクル(0.5重量%のカルボキシメチルセルロース)又はビヒクルに懸濁したランタンオキシカーボネートA若しくはBを投与し、14日間、一日一回、口腔内を洗浄した(10ml/kg/日)。投与量は、ランタンとして314mg/kg/日で行った。投与は、各日において、ダークサイクル(給餌)の直前に行った。尿サンプル(24時間)を手術前に採取し、処置を開始する前には、処理期間中、1週間に2度行った。容量及びリン濃度を測定した。
6匹の幼齢のオスSDラットを各グループでランダムに指定した。試験事項は、ランタンオキシカーボネートであるLa2O2CO3及びLa2CO5(化合物B及び化合物C)であって、各試験で食事の0.3及び0.6%で行った。試験項目の場所で、Sigmacellセルロースを給餌される追加のコントロールグループを存在させた。
1.500mlのシリンダーに400mlの脱イオン水を添加
2.上述の元素を含有する標準溶液1mg/lを調製するように、上記の元素の標準溶液を添加
3.脱イオン水で500mlに希釈
試験は以下の通り行った:
1.上記の各化合物を0.50g計量し、それぞれ、50mlの遠心管に投入
2.それぞれに上記のスパイク溶液30mlを添加
3.キャップを強固に締め、18時間激しく撹拌
4.各遠心管から0.2μmのシリンジフィルターを用いてフィルタリングし、〜6mlのろ過物を採取
5.このろ過物を2%HNO3で1:2に希釈し、1%HNO3となるように調製
6.分析を実施
この試験結果を表7に示す。
Claims (33)
- ランタンオキシカーボネートを製造する方法であって、
30℃〜90℃の温度で、ランタン塩化物を炭酸塩と反応させるステップと、
得られた沈殿物を回収するステップと、
400℃から700℃の温度で、前記沈殿物を熱処理して、BET比表面積が少なくとも約10m 2/gのランタンオキシカーボネートを生成するステップと、
を有する方法。 - 前記ランタン塩化物を炭酸塩と反応させるステップは、80℃から90℃の間の温度で行われることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記炭酸塩は、炭酸ナトリウムを有することを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記沈殿物は、600℃未満の温度で加熱されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、無水和La2O2CO3であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、無水和La2O2CO3であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、無水和La2O2CO3であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、結晶質であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、La2CO5であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 少なくとも約10m2/gのBET比表面積を有する結晶質ランタンオキシカーボネートを有し、
約3のpHで10分後に、初期リン酸塩含有量の少なくとも約40%のリン酸結合能を示す組成物。 - 前記ランタンオキシカーボネートは、La2O2CO3であることを特徴とする請求項10に記載の組成物。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、無水和物であることを特徴とする請求項11に記載の組成物。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、La2CO5であることを特徴とする請求項10に記載の組成物。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、無水和物であることを特徴とする請求項13に記載の組成物。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、寸法が1乃至1000ミクロンの粒子の形態であることを特徴とする請求項10乃至13のいずれか一つに記載の組成物。
- 前記粒子は、個々の結晶を有し、該結晶は、20nmから10μmの間の寸法であることを特徴とする請求項15に記載の組成物。
- 液体溶液、懸濁液、錠剤、カプセル、およびゲルカップからなる群から選定された経口摂取の形態であることを特徴とする請求項10乃至16のいずれか一つに記載の組成物。
- 哺乳類の高リン血症の処置の方法であって、
少なくとも約10m2/gのBET比表面積を有する結晶質ランタンオキシカーボネートを有し、約3のpHで10分後に、初期リン酸塩濃度の少なくとも約40%のリン酸結合能を示す組成物の有効量を投与するステップを有する方法。 - 前記ランタンオキシカーボネートは、La2O2CO3であることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、無水和物であることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、La2CO5であることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、無水和物であることを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、寸法が1乃至1000ミクロンの粒子の形態であることを特徴とする請求項18乃至22のいずれか一つに記載の方法。
- 前記粒子は、個々の結晶を有し、該結晶は、20nmから10μmの間の寸法であることを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 前記組成物は、液体溶液、懸濁液、錠剤、カプセル、およびゲルカップからなる群から選定された経口摂取の形態で投与されることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 経口摂取型の組成物であって、
BET比表面積が少なくとも約10m2/gで、pHが約3で10分後に、初期リン酸塩含有量の少なくとも40%のリン酸塩結合能を示す結晶質ランタンオキシカーボネートの有効量と、
液体溶液、懸濁液、錠剤、カプセル、およびゲルカップの賦形剤と、
を有する組成物。 - リン酸塩を結合する方法であって、
BET比表面積が少なくとも約10m2/gで、約3のpHで10分後に、初期リン酸塩含有量の少なくとも40%のリン酸塩結合能を示す結晶質ランタンオキシカーボネートを、リン酸塩と反応させるステップを有することを特徴とする方法。 - 前記ランタンオキシカーボネートは、La2O2CO3であることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、無水和物であることを特徴とする請求項28に記載の方法。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、La2CO5であることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、無水和物であることを特徴とする請求項30に記載の方法。
- 前記ランタンオキシカーボネートは、寸法が1乃至1000ミクロンの間の粒子の形態であることを特徴とする請求項27乃至31のいずれか一つに記載の方法。
- 前記粒子は、個々の結晶を有し、
前記結晶は、寸法が20nmから10μmの間であることを特徴とする請求項32に記載の方法。
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