JP4878463B2 - Pharmaceutical preparation containing peptide hormone-encapsulated nanoparticles and method for producing the same - Google Patents

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本発明は、ナノ粒子内にインスリン、カルシトニン等のペプチドホルモンを封入して成るペプチドホルモン封入ナノ粒子を含む医薬製剤及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a pharmaceutical preparation containing peptide hormone-encapsulated nanoparticles formed by encapsulating peptide hormones such as insulin and calcitonin in nanoparticles and a method for producing the same.

近年、ライフスタイルの変化や人口増加に伴い糖尿病患者が増加している。糖尿病は、免疫異常やウィルス感染等により膵臓のランゲルハンス島β細胞が破壊され、インスリン分泌不全となって発症するインスリン依存性のI型と、遺伝的素質に加えてライフスタイ
ルが原因となり、インスリン作用の相対的不足によって発症するインスリン非依存性のII
型に大別される代謝性疾患である。
In recent years, the number of diabetic patients has increased with lifestyle changes and population growth. Diabetes mellitus is caused by insulin-dependent type I, which develops as a result of insulin secretion dysfunction due to destruction of pancreatic islets of Langerhans due to immune abnormalities and viral infections. Of insulin-independent II caused by relative deficiency
It is a metabolic disease roughly divided into types.

糖尿病の治療法は、患者の症状に応じて食事療法、運動療法、薬物療法など様々であるが、I型の糖尿病患者のほとんどはインスリンを体外から摂取することで血糖値を制御す
る必要がある。インスリンの生理活性作用には、摂食後の血糖値の上昇に応じた量のインスリンが分泌され、血糖値を正常値に維持する血糖値降下作用の他、アミノ酸の取り込みやタンパク質及びグリコーゲンの合成促進作用、分解抑制作用等、多くの作用があり、このうちの血糖値降下作用を利用したI型糖尿病の治療薬として広く使用されている。
There are various treatments for diabetes, such as diet, exercise, and pharmacotherapy, depending on the patient's symptoms. Most patients with type I diabetes need to control blood sugar levels by taking insulin from outside the body. . Insulin's physiological activity includes the secretion of an amount of insulin corresponding to an increase in blood glucose level after eating, lowering the blood glucose level to keep the blood glucose level normal, as well as promoting amino acid incorporation and protein and glycogen synthesis. It has many effects such as an action and an inhibitory action on decomposition, and is widely used as a therapeutic agent for type I diabetes utilizing its blood glucose lowering action.

このインスリンに代表されるペプチドホルモンは、消化管内で酵素分解を受けやすいため、利便性の高い経口投与製剤では生体内利用率が極めて低くなる。そのため、従来、皮下注射によるインスリン投与が行われている。しかし、インスリンを皮下注射により投与する場合、急激な血糖値の低下により人体に強い負荷を与えるおそれがある上、インスリンを酵素分解する肝臓を通過することにより生体内利用率が低下(肝初回通過効果)することが知られている。   Peptide hormones typified by insulin are susceptible to enzymatic degradation in the gastrointestinal tract, so that the bioavailability is extremely low in highly convenient oral preparations. Therefore, conventionally, insulin administration by subcutaneous injection has been performed. However, when insulin is administered by subcutaneous injection, there is a risk of a heavy load on the human body due to a rapid decrease in blood glucose level, and the bioavailability decreases by passing through the liver that enzymatically degrades insulin (the first pass through the liver) Effect).

そこで、例えば特許文献1及び2には、生体内分解性高分子の金属塩のマイクロカプセルにインスリンを封入し、投与後初期のインスリン過剰放出を抑制する徐放性製剤が開示されている。しかし、血液中のインスリンレベルを一定に維持して血糖値を常に正常値に維持するためには、患者自身の手で毎日頻回(1〜5回程度)の皮下注射を行う必要があり、注射時の苦痛及び利便性を改善し、患者のコンプライアンスを向上させる新たな投与方法の開発が望まれていた。   Thus, for example, Patent Documents 1 and 2 disclose sustained-release preparations in which insulin is encapsulated in microcapsules of a metal salt of a biodegradable polymer to suppress the initial excessive release of insulin after administration. However, in order to maintain the insulin level in the blood constant and constantly maintain the blood sugar level at a normal level, it is necessary to perform daily subcutaneous injections (about 1 to 5 times) with the patient's own hand, Development of new administration methods that improve pain and convenience during injection and improve patient compliance has been desired.

このような背景のもと、経口、注射以外のインスリン投与経路として、肺、鼻腔の経粘膜を利用する投与経路が盛んに研究されている。中でも肺胞を経由して送達する経肺ルートは、消化管に比べタンパク質分解酵素が少ないこと、肺胞の比表面積は約100m2と非常に広く、小腸粘膜の表面積(200m2)に匹敵すること、上皮細胞が薄く、血中への薬物移行性が良いこと、さらには肝初回通過効果を回避できること等、高い生体内利用率の獲得に有利な条件が揃っている。 Under such circumstances, as routes of insulin administration other than oral and injection, administration routes utilizing the transmucosal membrane of the lungs and nasal cavity are actively studied. Of these pulmonary route for delivery via the lung alveoli, it proteolytic enzyme is smaller than in the gastrointestinal tract, the specific surface area of the alveoli is very broad and about 100 m 2, comparable to the surface area of the intestinal mucosa (200 meters 2) In addition, there are favorable conditions for obtaining a high bioavailability such as thin epithelial cells, good drug migration into the blood, and avoidance of the first-pass effect of the liver.

経肺ルートで投与される経肺投与製剤としては、これまで噴霧乾燥技術でインスリンを複合粉末化した吸入製剤や、球形析晶法を用いてインスリンと高分子とをコンポジット化して形成された高分子ナノ粒子等の実用化が試みられている。しかし、水中エマルション溶媒拡散法に代表される従来の球形析晶法を用いて製造されたインスリン封入高分子ナノ粒子は嵩密度が低く、実用的な経肺投与量(1回当り吸入量100mg以下)とするには製剤中のインスリン含量を高める必要があった。   Transpulmonary preparations administered by the pulmonary route include inhaled preparations that have been combined with insulin using a spray-drying technique, or high-molecular weight composites of insulin and polymers that have been formed using the spheroid crystal method. Attempts have been made to put molecular nanoparticles into practical use. However, insulin-encapsulated polymer nanoparticles produced by using the conventional spheroid crystal method represented by the emulsion solvent diffusion method in water have a low bulk density and a practical transpulmonary dose (inhalation amount of 100 mg or less per dose). ), It was necessary to increase the insulin content in the preparation.

そこで、例えば特許文献3には、インスリンにポリエチレングリコール(PEG)を結合させることにより、高分子ナノ粒子内への封入率を高め、且つナノ粒子の破壊(バースト)を抑制するとともに、投与初期における血糖値の低下を抑制する方法が開示されている。しかし、特許文献3の方法では、予めインスリンへのPEG結合処理を行う必要があり、製造工程数が増加する。また、投与初期においてもある程度の血糖値低下作用を発現させる必要があるところ、PEG結合処理されたインスリンを用いた場合は血糖値低下作用のコントロールが困難となる。   Thus, for example, Patent Document 3 discloses that by binding polyethylene glycol (PEG) to insulin, the encapsulation rate in the polymer nanoparticles is increased and the destruction (burst) of the nanoparticles is suppressed, and at the initial administration stage. A method for suppressing a decrease in blood glucose level is disclosed. However, in the method of Patent Document 3, it is necessary to perform PEG coupling treatment to insulin in advance, and the number of manufacturing steps increases. In addition, it is necessary to develop a certain blood glucose level lowering action even in the initial stage of administration. However, when PEG-bonded insulin is used, it is difficult to control the blood sugar level lowering action.

また、インスリンと同様にペプチドホルモンの一種であるカルシトニンは、甲状腺C細胞より体内に分泌され、副甲状腺ホルモンとともに血中カルシウム濃度を低下させ、破骨細胞に直接作用して骨の溶解を抑制する働きがあり、骨粗鬆症の予防及び治療薬として用いられているが、インスリンよりもさらに高分子ナノ粒子内への封入が困難であり、高濃度カルシトニン製剤の開発が望まれていた。   In addition, calcitonin, a kind of peptide hormone like insulin, is secreted into the body from thyroid C cells and decreases the calcium concentration in blood together with parathyroid hormone and directly acts on osteoclasts to suppress bone lysis. However, it is more difficult to encapsulate in polymer nanoparticles than insulin, and the development of a high-concentration calcitonin preparation has been desired.

一方、薬物及び生体適合性高分子からなるナノ粒子と糖アルコールとを含む液体原料を流動ガス中に噴霧する噴霧乾燥式流動層造粒法により、いわゆるDrug Delivery System(以下、DDSという)に好適な取り扱い性に優れた薬物含有複合粒子の製造方法及び経肺投与薬剤への適用性が提案されている(特許文献4参照)。しかし、ペプチドホルモンをナノ粒子内に封入し、それを用いて実用的な経肺投与量を満足する経肺投与薬剤とするためには、複合粒子内のペプチドホルモン封入率をさらに高めるという改良の余地が残されていた。
特開2001−233788号公報 特開2002−114667号公報 特表2004−534721号公報 特開2004−262810号公報
On the other hand, it is suitable for the so-called Drug Delivery System (hereinafter referred to as DDS) by the spray-drying fluidized bed granulation method in which a liquid raw material containing nanoparticles composed of drugs and biocompatible polymers and sugar alcohol is sprayed into a flowing gas. A method for producing drug-containing composite particles having excellent handling properties and applicability to transpulmonary drugs has been proposed (see Patent Document 4). However, in order to encapsulate peptide hormones in nanoparticles and use them to make transpulmonary drugs that satisfy practical pulmonary doses, the improvement of the peptide hormone encapsulation rate in the composite particles is further improved. There was room left.
JP 2001-233788 A JP 2002-114667 A JP-T-2004-534721 JP 2004-262810 A

本発明は、上記問題点に鑑み、ペプチドホルモンの薬効について即効性と持続性とを兼備するとともに、ペプチドホルモン含量を高めることにより剤形の小型化が可能なペプチドホルモン封入ナノ粒子を含む医薬製剤を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、低コストで環境負荷も少ないペプチドホルモン封入ナノ粒子を含む医薬製剤の製造方法を提供することにある。   In view of the above problems, the present invention provides a pharmaceutical preparation comprising peptide hormone-encapsulated nanoparticles that have both immediate and long-lasting effects on peptide hormones and can be miniaturized by increasing the peptide hormone content. The purpose is to provide. Another object of the present invention is to provide a method for producing a pharmaceutical preparation containing peptide hormone-encapsulated nanoparticles with low cost and low environmental impact.

上記目的を達成するために本発明の第1の構成は、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、若しくは乳酸・グリコール酸共重合体のいずれかで形成され、ペプチドホルモンを内部に封入した生体適合性ナノ粒子同士が糖アルコール若しくはショ糖から成る結合剤によって複合化されるとともに、当該結合剤で形成される外層にペプチドホルモンを封入して成るペプチドホルモン封入複合粒子を含む医薬製剤である。 In order to achieve the above object, the first constitution of the present invention is a biocompatible nanoparticle formed of either polylactic acid, polyglycolic acid, or lactic acid / glycolic acid copolymer, and encapsulating peptide hormones inside with each other are combined by binder consisting of a sugar alcohol or sucrose, a pharmaceutical formulation comprising a peptide hormone encapsulated composite particles formed by encapsulating the peptide hormone on the outer layer to be formed in the binder.

また本発明の第2の構成は、上記構成の医薬製剤において、前記ペプチドホルモンが、インスリンであることを特徴としている。   The second configuration of the present invention is characterized in that, in the pharmaceutical preparation of the above configuration, the peptide hormone is insulin.

また本発明の第3の構成は、上記構成の医薬製剤において、前記ペプチドホルモンが、カルシトニンであることを特徴としている。   The third configuration of the present invention is characterized in that, in the pharmaceutical preparation of the above configuration, the peptide hormone is calcitonin.

また本発明の第の構成は、上記構成の医薬製剤が経肺投与用途に使用されることを特徴としている。 A fourth configuration of the present invention is characterized in that the pharmaceutical preparation having the above configuration is used for transpulmonary administration.

また本発明の第5の構成は、ポリビニルアルコール水溶液に、少なくともペプチドホルモンの溶液と生体適合性高分子を有機溶媒に溶解させた溶液との混合液を加えて、前記ペプチドホルモンが前記生体適合性高分子の内部に封入されたペプチドホルモン封入ナノ粒子の懸濁液を生成するナノ粒子形成工程と、前記ペプチドホルモン封入ナノ粒子の懸濁液から前記有機溶媒を留去する溶媒留去工程と、前記有機溶媒が留去された前記ペプチドホルモン含有ナノ粒子同士を前記ペプチドホルモンが含まれた糖アルコール若しくはショ糖から成る結合剤によって複合化する複合化工程と、を有することを特徴とする、ペプチドホルモン封入複合粒子を含む医薬製剤の製造方法である。 According to a fifth aspect of the present invention, a mixture of at least a peptide hormone solution and a solution in which a biocompatible polymer is dissolved in an organic solvent is added to an aqueous polyvinyl alcohol solution so that the peptide hormone is the biocompatible. A nanoparticle forming step for producing a suspension of peptide hormone-encapsulated nanoparticles encapsulated in a polymer; a solvent evaporating step for distilling off the organic solvent from the suspension of peptide hormone-encapsulated nanoparticles; and having a composite step of complexing the binding agent comprising the peptide hormone containing nanoparticles among which the organic solvent is distilled off from the peptide hormone include sugar alcohols or sucrose, peptides It is a manufacturing method of the pharmaceutical formulation containing a hormone inclusion composite particle .

また本発明の第の構成は、上記構成の医薬製剤の製造方法において、前記複合化工程が凍結乾燥により行われることを特徴としている。 The sixth configuration of the present invention is characterized in that, in the method for producing a pharmaceutical preparation of the above configuration, the complexing step is performed by lyophilization.

また本発明の第の構成は、上記構成の医薬製剤の製造方法において、前記複合化工程が噴霧乾燥式流動層造粒法により行われることを特徴としている。 The seventh configuration of the present invention is characterized in that, in the method for producing a pharmaceutical preparation of the above configuration, the complexing step is performed by a spray drying fluidized bed granulation method.

また本発明の第の構成は、上記構成の医薬製剤の製造方法において、前記ポリビニルアルコール水溶液中のポリビニルアルコール濃度が0.5重量%未満であることを特徴としている。 The eighth configuration of the present invention is characterized in that, in the method for producing a pharmaceutical preparation of the above configuration, the polyvinyl alcohol concentration in the aqueous polyvinyl alcohol solution is less than 0.5% by weight.

また本発明の第の構成は、上記構成の医薬製剤の製造方法において、前記溶媒留去工程の後に、さらに前記ペプチドホルモン封入ナノ粒子の懸濁液からポリビニルアルコールを除去する除去工程を有することを特徴としている。 The ninth configuration of the present invention further includes a removal step of removing polyvinyl alcohol from the suspension of peptide hormone-encapsulated nanoparticles after the solvent distillation step in the method for producing a pharmaceutical preparation of the above configuration. It is characterized by.

また本発明の第10の構成は、上記構成の医薬製剤の製造方法において、前記ポリビニルアルコール水溶液中のポリビニルアルコール濃度が0.1重量%以上10重量%以下であることを特徴としている。 The tenth configuration of the present invention is characterized in that, in the method for producing a pharmaceutical preparation of the above configuration, the polyvinyl alcohol concentration in the aqueous polyvinyl alcohol solution is 0.1 wt% or more and 10 wt% or less.

また本発明の第11の構成は、上記構成の医薬製剤の製造方法において、前記有機溶媒が少なくともアセトンを含むことを特徴としている。 The eleventh configuration of the present invention is characterized in that, in the method for producing a pharmaceutical preparation of the above configuration, the organic solvent contains at least acetone.

本発明の第1の構成によれば、複合粒子の外層に封入されたペプチドホルモンにより製剤の即効性を高めることができ、ナノ粒子の内部に封入されたペプチドホルモンを徐々に放出させることにより製剤の持続性を高めることができる。また、ナノ粒子の内部に加えて複合粒子の外層にもペプチドホルモンが封入されるため、製剤中のペプチドホルモン含量を高めることができ、剤形の小型化が可能な医薬製剤が提供される。 According to the first configuration of the present invention, the immediate effect of the preparation can be enhanced by the peptide hormone encapsulated in the outer layer of the composite particle, and the formulation is obtained by gradually releasing the peptide hormone encapsulated inside the nanoparticle. Can increase the sustainability. In addition, since peptide hormone is encapsulated in the outer layer of the composite particle in addition to the inside of the nanoparticle, the content of peptide hormone in the preparation can be increased, and a pharmaceutical preparation capable of miniaturizing the dosage form is provided.

また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成の医薬製剤において、ペプチドホルモンとしてインスリンを用いることにより、ナノ粒子の外層に封入されたインスリンにより即効的な血糖値降下作用を高め、ナノ粒子の内部に封入されたインスリンにより持続的な血糖値降下作用を高めたインスリン製剤となる。また、製剤中のインスリン含量を高めることができ、剤形の小型化も実現可能となる。さらに、ナノ粒子内部及び外層のインスリンの封入割合を調整して血糖値降下作用について即効性と持続性のバランスをとることにより、食前、食後等の服用場面に応じた適切な作用を発現するインスリン製剤を提供することができる。   In addition, according to the second configuration of the present invention, in the pharmaceutical preparation of the first configuration, by using insulin as a peptide hormone, the insulin encapsulated in the outer layer of the nanoparticles has an immediate effect of lowering the blood glucose level. An insulin preparation with enhanced blood glucose level-lowering action by insulin encapsulated inside the nanoparticles is enhanced. In addition, the insulin content in the preparation can be increased, and the size of the dosage form can be reduced. Furthermore, by adjusting the encapsulation ratio of insulin inside and outside the nanoparticles to balance the immediate effect and sustainability of the blood glucose lowering action, insulin that exhibits appropriate action according to the taking scene such as before meals and after meals A formulation can be provided.

また、本発明の第3の構成によれば、上記第1の構成の医薬製剤において、ペプチドホルモンとしてカルシトニンを用いることにより、従来ナノ粒子内への封入が難しく、僅かしか封入できなかったカルシトニンを外層に封入して封入率を高めることができ、剤形の小型化が可能な高濃度カルシトニン製剤が提供される。また、ナノ粒子内部及び外層のカルシトニンの封入割合を調整することにより、血中カルシウム濃度低下作用について即効性と持続性を兼ね備えたカルシトニン製剤となる。   In addition, according to the third configuration of the present invention, in the pharmaceutical preparation of the first configuration, by using calcitonin as a peptide hormone, it is difficult to encapsulate calcitonin which has been difficult to encapsulate in nanoparticles in the past, Provided is a high-concentration calcitonin preparation that can be encapsulated in an outer layer to increase the encapsulation rate and that can be downsized. Moreover, by adjusting the encapsulation ratio of calcitonin inside and outside the nanoparticles, a calcitonin preparation that has both immediate effect and sustainability in reducing the blood calcium concentration is obtained.

また、本発明の第の構成によれば、上記第1乃至第のいずれかの構成の医薬製剤を経肺投与用途に使用することにより、製剤中のペプチドホルモン含量を高めて実用的な経肺投与量を実現することができる。特に、糖尿病の治療に用いられるインスリン製剤の場合、経口投与における生体内利用率の低下及び皮下注射における苦痛及び利便性を改善して患者のコンプライアンスを向上させることができる。 Further, according to the fourth configuration of the present invention, the pharmaceutical preparation of any one of the first to third configurations is used for pulmonary administration, thereby increasing the peptide hormone content in the formulation and practical. Transpulmonary doses can be achieved. In particular, in the case of insulin preparations used for the treatment of diabetes, it is possible to improve patient compliance by reducing the bioavailability in oral administration and improving pain and convenience in subcutaneous injection.

また、本発明の第5の構成によれば、ポリビニルアルコール水溶液に、少なくともペプチドホルモンの溶液と生体適合性高分子を有機溶媒に溶解させた溶液との混合液を加えて、ペプチドホルモンが前記生体適合性高分子中に封入されたペプチドホルモン封入ナノ粒子の懸濁液とし、該懸濁液から有機溶媒を留去した後、ペプチドホルモンが含まれた糖アルコール若しくはショ糖から成る結合剤によってペプチドホルモン含有ナノ粒子同士を複合化して、ペプチドホルモン封入複合粒子を含む医薬製剤を製造することにより、製剤中のペプチドホルモン含量が高く、且つ容器への充填時に取り扱いが容易で、使用時には再分散可能な凝集粒子に複合化することができる医薬製剤を簡便且つ低コストで製造することができる。 In addition, according to the fifth configuration of the present invention, a mixed solution of at least a solution of peptide hormone and a solution in which a biocompatible polymer is dissolved in an organic solvent is added to an aqueous polyvinyl alcohol solution so that the peptide hormone can be a suspension of the peptide hormone encapsulated nanoparticles encapsulated in a compatible polymer, after distilling off the organic solvent from the suspension, the peptide by coupling agent consisting of a sugar alcohol or sucrose containing the peptide hormone Combining hormone-containing nanoparticles with each other to produce a pharmaceutical preparation containing peptide hormone-encapsulated composite particles, the peptide hormone content in the preparation is high, easy to handle when filling into a container, and redispersible when used A pharmaceutical preparation that can be complexed with simple aggregated particles can be produced simply and at low cost.

また、本発明の第の構成によれば、上記第の構成の医薬製剤の製造方法において、複合化工程を凍結乾燥によって行うことにより、ナノ粒子の複合化を良好に且つ効率よく行うことができる。 Further, according to the sixth configuration of the present invention, in the method for producing the pharmaceutical preparation of the fifth configuration, the complexing step is performed by freeze-drying, so that the nanoparticles can be complexed satisfactorily and efficiently. Can do.

また、本発明の第の構成によれば、上記第の構成の医薬製剤の製造方法において、複合化工程を噴霧乾燥式流動層造粒法によって行うことにより、ナノ粒子が弱く一次凝集した複合粒子を容易に且つ短時間で製造することができる。 Moreover, according to the seventh configuration of the present invention, in the method for producing a pharmaceutical preparation of the fifth configuration, the nanoparticle is weakly primary aggregated by performing the complexing step by the spray-drying fluidized bed granulation method. Composite particles can be produced easily and in a short time.

また、本発明の第の構成によれば、上記第乃至第のいずれかの構成の医薬製剤の製造方法において、ポリビニルアルコール水溶液中のポリビニルアルコール濃度を0.5重量%未満とすることにより、高濃度のポリビニルアルコール水溶液を用いた場合のように、ナノ粒子を遠心分離などで洗浄して余剰のポリビニルアルコールを除去する除去工程が不要となるため、製造時の工程と時間が削減できる。 According to the eighth configuration of the present invention, in the method for producing a pharmaceutical preparation of any one of the fifth to seventh configurations, the polyvinyl alcohol concentration in the polyvinyl alcohol aqueous solution is less than 0.5% by weight. This eliminates the need for a removal step of removing excess polyvinyl alcohol by washing the nanoparticles by centrifugation or the like as in the case of using a high-concentration polyvinyl alcohol aqueous solution, thereby reducing the manufacturing process and time. .

また、本発明の第の構成によれば、上記第乃至第のいずれかの構成の医薬製剤の製造方法において、溶媒留去工程の後に、さらにペプチドホルモン封入ナノ粒子の懸濁液からポリビニルアルコールを除去する除去工程を設けることにより、高濃度のポリビニルアルコール水溶液を用いてナノ粒子を形成した後、余剰のポリビニルアルコールを除去することができ、ナノ粒子中に封入されるペプチドホルモンの封入率を安定させることができる。 According to the ninth configuration of the present invention, in the method for producing a pharmaceutical preparation of any one of the fifth to eighth configurations, after the solvent distillation step, the peptide hormone-encapsulated nanoparticle suspension is further used. By providing a removal step to remove polyvinyl alcohol, after forming nanoparticles using a high concentration polyvinyl alcohol aqueous solution, excess polyvinyl alcohol can be removed, and peptide hormones enclosed in the nanoparticles are encapsulated The rate can be stabilized.

また、本発明の第10の構成によれば、上記第の構成の医薬製剤の製造方法において、ポリビニルアルコール水溶液中のポリビニルアルコール濃度を0.1重量%以上10重量%以下とすることにより、ポリビニルアルコール水溶液の濃度(粘度)を有機溶媒の拡散に対して適切な範囲に維持することができる。 Moreover, according to the 10th structure of this invention, in the manufacturing method of the pharmaceutical formulation of the said 9th structure, the polyvinyl alcohol concentration in polyvinyl alcohol aqueous solution shall be 0.1 to 10 weight%, The concentration (viscosity) of the polyvinyl alcohol aqueous solution can be maintained in an appropriate range for the diffusion of the organic solvent.

また、本発明の第11の構成によれば、上記第乃至第10のいずれかの構成の医薬製剤の製造方法において、有機溶媒としてアセトンを用いることにより、人体に対する悪影響のおそれの少ない医薬製剤を製造することができ、且つ環境への負荷も低減される。 According to the eleventh aspect of the present invention, in the method for producing a pharmaceutical preparation having any one of the fifth to tenth aspects, by using acetone as the organic solvent, the pharmaceutical preparation is less likely to have an adverse effect on the human body. Can be manufactured, and the burden on the environment is also reduced.

本発明に用いられるペプチドホルモン封入ナノ粒子は、ペプチドホルモンを生体適合性高分子内に封入して、ナノ単位の大きさの粒子(ナノスフェア)としたものである。このナノ粒子又はナノ粒子から放出されたペプチドホルモン、及びその両方が粘膜を経て血中に到達することができるため、DDS製剤の材料として好適に用いることができる。   Peptide hormone-encapsulated nanoparticles used in the present invention are obtained by encapsulating peptide hormones in a biocompatible polymer to form nano-sized particles (nanospheres). Since the nanoparticles or peptide hormones released from the nanoparticles, or both, can reach the blood via the mucosa, it can be suitably used as a material for a DDS preparation.

本発明においては、ナノ粒子の内部のみでなく外層にもペプチドホルモンを封入したことを特徴とする。このような構成により、ナノ粒子内部から徐放的に放出されるペプチドホルモンとは別に、投与直後にナノ粒子の外層から溶け出すペプチドホルモンを作用させることで医薬製剤に即効性と持続性の両方を付与することができる。また、ナノ粒子内部への封入が困難なペプチドホルモンの場合、外層にも封入することでトータルの封入量が増加するため、封入率を高めることができる。   In the present invention, peptide hormones are encapsulated not only in the interior of the nanoparticles but also in the outer layer. With such a configuration, in addition to the peptide hormone that is released from the inside of the nanoparticle in a controlled manner, the peptide preparation that dissolves from the outer layer of the nanoparticle immediately after administration is allowed to act on the pharmaceutical preparation. Can be granted. Further, in the case of peptide hormones that are difficult to encapsulate inside the nanoparticles, the encapsulation rate can be increased because the total encapsulated amount increases by encapsulating in the outer layer.

ナノ粒子の外層にペプチドホルモンを封入する方法としては、ナノ粒子を粉末化させる際に再分散可能な凝集粒子(ナノコンポジット)に複合化し、複合化に用いた結合剤を外層としてナノ粒子の表面にさらにペプチドホルモンを付着させる方法が挙げられる。ナノコンポジットの構造を図1に示す。ナノコンポジット1は、生体適合性ナノ粒子2を結合剤3により複合化して成り、ペプチドホルモン4は、ナノ粒子2の内部のみでなく、結合剤3で形成されたナノ粒子2の外層にも封入されている。   As a method of encapsulating peptide hormones in the outer layer of the nanoparticles, the nanoparticles are compounded into aggregated particles (nanocomposites) that can be redispersed when powdered, and the surface of the nanoparticles is used with the binder used for the outer layer as the outer layer. Further, a method of attaching a peptide hormone to the above can be mentioned. The structure of the nanocomposite is shown in FIG. The nanocomposite 1 is formed by combining biocompatible nanoparticles 2 with a binder 3, and the peptide hormone 4 is encapsulated not only in the interior of the nanoparticles 2 but also in the outer layer of the nanoparticles 2 formed with the binder 3. Has been.

ナノ粒子の複合化方法としては、凍結乾燥法、流動層乾燥造粒法または乾式機械的粒子複合化法等が挙げられるが、凍結乾燥法が好適に用いられる。例えば、ペプチドホルモンが水溶性(親水性)の場合、一旦封入されたペプチドホルモンがナノ粒子表面へ漏出すると、周囲に存在する水に再溶解する。この水を系外に除去すると、その分だけペプチドホルモン成分が減少して封入率にばらつきが発生してしまう。そこで、有機または無機の結合剤を再分散可能に複合化させ、ペプチドホルモンの溶解した水を除去せずにそのままナノ粒子と共に凍結乾燥させることが好ましい。このとき、結合剤と共にペプチドホルモンをさらに追加することにより、結合剤で形成される外層中に所定量のペプチドホルモンを封入することができる。   Examples of the nanoparticle composite method include freeze-drying method, fluidized bed dry granulation method, and dry mechanical particle composite method. The freeze-drying method is preferably used. For example, when the peptide hormone is water-soluble (hydrophilic), once the peptide hormone once encapsulated leaks to the surface of the nanoparticle, it is redissolved in the water existing around it. When this water is removed from the system, the peptide hormone component is reduced by that amount, and the encapsulation rate varies. Therefore, it is preferable to combine organic or inorganic binders so that they can be redispersed, and freeze-dry them with the nanoparticles as they are without removing the water in which the peptide hormone is dissolved. At this time, by adding a peptide hormone together with the binder, a predetermined amount of the peptide hormone can be encapsulated in the outer layer formed of the binder.

結合剤は、複合化の際にナノ粒子の外層を形成するとともに、ペプチドホルモンの封入率のばらつきを効果的に防止し、且つナノ粒子の取り扱い性を高める作用も兼ね備えている。このような結合剤としては、例えばマンニトール、トレハロース、ソルビトール、エリスリトール、マルチトース、キシリトース等の糖アルコールやショ糖等が挙げられる。   The binding agent forms an outer layer of nanoparticles at the time of complexing, and also has an effect of effectively preventing variation in the encapsulation rate of peptide hormones and enhancing the handleability of the nanoparticles. Examples of such a binder include sugar alcohols such as mannitol, trehalose, sorbitol, erythritol, maltose, and xylitol, sucrose, and the like.

また、流動層乾燥造粒法または乾式機械的粒子複合化法(例えば、メカノフュージョンシステムAMS(ホソカワミクロン(株)製)を使用して圧縮力および剪断力を加えること)により複合化しても良い。特に、流動層乾燥造粒法の中でも粒子化する材料を含む混合物を流動ガス中に噴霧する噴霧乾燥式流動層造粒法を用いた場合、時間と手間のかかる凍結乾燥工程を省略可能となり、複合粒子を容易に且つ短時間で製造できるため工業化にも有利となる。   Alternatively, it may be combined by a fluidized bed dry granulation method or a dry mechanical particle combining method (for example, applying a compressive force and a shearing force using a Mechano-Fusion System AMS (manufactured by Hosokawa Micron Corporation)). In particular, when using a spray-drying fluidized bed granulation method in which a mixture containing a material to be granulated is sprayed into a flowing gas among fluidized bed drying granulation methods, it becomes possible to omit a time-consuming and laborious freeze-drying step, Since composite particles can be produced easily and in a short time, it is advantageous for industrialization.

噴霧乾燥式流動層造粒法では、具体的には、図2に示すような、噴霧乾燥式流動層造粒・コーティング型の粉体処理装置5を用いることで、複合粒子(ナノコンポジット)を得る。   Specifically, in the spray-drying fluidized bed granulation method, composite particles (nanocomposites) are obtained by using a spray-drying fluidized bed granulation / coating type powder processing apparatus 5 as shown in FIG. obtain.

上記粉体処理装置5は、大略的に、略円筒形状の空間である上方部位と、同じく略円筒形状の空間で上方部位よりも内径の小さい下方部位と、上方部位および下方部位をつなぎ、内径が連続的に変化し、かつ断面が略台形状の中部位との3つの空間が一体化してなる流動層空間6を内部に有するケーシング7、該ケーシング7の最下部に設けられ、上方の流動層空間6に対して液体原料を噴射可能とするスプレーノズル8、流動層空間6の上方部位において、下方側に突出する2つのバッグフィルタ9a・9b、図示しない液体原料供給部、および、流動層空間6に乾燥・流動化用エアー(噴霧乾燥のための流動ガス)を供給する、同じく図示しないエアー供給部を備えている。   The powder processing apparatus 5 generally connects an upper part, which is a substantially cylindrical space, a lower part having a smaller inner diameter than the upper part, and an upper part and a lower part. Has a fluidized bed space 6 formed by integrating three spaces with a central portion having a substantially trapezoidal cross section, and is provided in the lowermost portion of the casing 7 so as to flow upward. Spray nozzle 8 capable of injecting liquid raw material into layer space 6, two bag filters 9a and 9b projecting downward in the upper part of fluidized bed space 6, liquid raw material supply unit (not shown), and fluidized bed An air supply unit (not shown) for supplying drying / fluidizing air (fluid gas for spray drying) to the space 6 is also provided.

上記粉体処理装置5では、はじめ何もない流動層空間6内に、液体原料を噴霧することで、粒子の凝集造粒とレイヤーリング造粒との繰り返しにより、顆粒状の粉体を形成することができる。それゆえ、装置構成が簡単で製造プロセスを簡素化できる上に、良質の顆粒を製造できるという利点がある。   In the powder processing apparatus 5, a granular raw material is formed by repeating agglomeration and layering granulation of particles by spraying a liquid raw material in an empty fluidized bed space 6. be able to. Therefore, there is an advantage that the apparatus configuration is simple and the manufacturing process can be simplified, and high quality granules can be manufactured.

本発明では、上記凝集造粒およびレイヤーリング造粒を利用して、内部にペプチドホルモンを封入した生体適合性ナノ粒子およびペプチドホルモンを添加した結合剤としての糖アルコールを分散・懸濁させた液体原料(混合物)を流動層空間6内に噴射して、第1のコンポジット粒子(複合粒子)10を生成粒子とする。   In the present invention, using the agglomeration granulation and layering granulation, a biocompatible nanoparticle encapsulating peptide hormone therein and a liquid in which sugar alcohol as a binder added with peptide hormone is dispersed and suspended A raw material (mixture) is injected into the fluidized bed space 6 to form first composite particles (composite particles) 10 as generated particles.

具体的には、まず、図2の左図に示すように、液体原料供給部から供給された上記液体原料(図中矢印S)を流動層空間6内に噴射する。噴霧供給された液体原料のスプレーミスト径は数μm〜数十μm程度と極めて微小な液滴であるため、液体原料は流動層空間6を上昇していく過程で瞬間的に固化されて、第1のコンポジット粒子10となって、流動層空間6上方のバッグフィルタ9a・9bに捕集される。   Specifically, first, as shown in the left diagram of FIG. 2, the liquid material (arrow S in the figure) supplied from the liquid material supply unit is injected into the fluidized bed space 6. Since the spray mist diameter of the liquid material supplied by spraying is a very small droplet of about several μm to several tens of μm, the liquid material is instantly solidified in the process of ascending the fluidized bed space 6, One composite particle 10 is collected in the bag filters 9 a and 9 b above the fluidized bed space 6.

上記バッグフィルタ9a・9bでは、パルスジェット逆洗方式により、間欠的に第1のコンポジット粒子10をケーシング7の下方のスプレーゾーン8aに払い落とす。このスプレーゾーン8aは、スプレーノズル8から液体原料が噴射される領域であるため、ここで第1のコンポジット粒子10の表面に液体原料が付着し、凝集しつつ成長して、より大きな第2のコンポジット粒子(複合粒子)11になる。この過程が凝集造粒である。   In the bag filters 9a and 9b, the first composite particles 10 are intermittently dropped to the spray zone 8a below the casing 7 by a pulse jet backwashing method. Since this spray zone 8a is a region where the liquid material is ejected from the spray nozzle 8, the liquid material adheres to the surface of the first composite particles 10 and grows while agglomerating to form a larger second Composite particles (composite particles) 11 are obtained. This process is agglomeration granulation.

また、上記凝集造粒と同時に、より大きく成長した第2のコンポジット粒子11に対しては、液体原料がその第2のコンポジット粒子11の表面へ直接付着し、さらに乾燥され固化される。これによって、第2のコンポジット粒子11はさらに成長する。この過程がレイヤーリング造粒である。このような凝集造粒とレイヤーリング造粒とが継続することで、図2の中図に示すように、第2のコンポジット粒子11の流動層(図中矢印F)が流動層空間6内に形成される。   At the same time as the agglomeration and granulation, the liquid raw material adheres directly to the surface of the second composite particle 11 that has grown larger, and is further dried and solidified. Thereby, the second composite particles 11 further grow. This process is layering granulation. By continuing such agglomeration granulation and layering granulation, as shown in the middle diagram of FIG. 2, the fluidized bed (arrow F in the diagram) of the second composite particles 11 is in the fluidized bed space 6. It is formed.

これ以降に供給された液体原料は、ほぼ全てが第2のコンポジット粒子11の表面に付着して展延し、さらに析出して乾燥される。すなわち、流動層が形成された後はレイヤーリング造粒が進展する。そのため、このレイヤーリング造粒の期間を調節することで、第2のコンポジット粒子11の球形化と重量の増加とを制御することが可能となり、図2の右図に示すように、最終的に、適度な平均粒径を有する第2のコンポジット粒子11となる。また、条件によって多孔質の粒子など粒子物性を制御することもできる。また、この部分でパルス的にジェットエアを当てることで、コンポジット粒子群の凝集塊を解砕して粒径コントロールができる。   Almost all of the liquid raw material supplied thereafter adheres to and spreads on the surface of the second composite particles 11, and is further precipitated and dried. That is, layering granulation progresses after the fluidized bed is formed. Therefore, by adjusting the period of this layering granulation, it becomes possible to control the spheroidization and weight increase of the second composite particles 11, and finally, as shown in the right diagram of FIG. Thus, the second composite particle 11 having an appropriate average particle diameter is obtained. Moreover, particle physical properties such as porous particles can be controlled depending on conditions. Further, by applying jet air in a pulsed manner at this portion, the aggregate of the composite particle group can be crushed to control the particle size.

なお、噴霧乾燥式流動層造粒法においては、結合剤として結晶性の弱い糖アルコールを用いると、複合化の際にアモルファス化してしまい良好に粒子化できなくなる。そのため、結晶性の強いマンニトールを用いることが好ましい。   In the spray-drying fluidized bed granulation method, when a sugar alcohol having low crystallinity is used as a binder, it becomes amorphous at the time of compounding and cannot be formed into particles well. Therefore, it is preferable to use mannitol having strong crystallinity.

以上のようにして得られた複合粒子は、使用前まではナノ粒子が集まった取り扱いやすい凝集粒子となっており、使用時に水分に触れることで糖アルコールが溶解し、糖アルコールに保持されていたペプチドホルモンと、ペプチドホルモンを内包したナノ粒子とに復元できる複合粒子となる。   The composite particles obtained as described above are easy-to-handle agglomerated particles in which nanoparticles are collected before use, and sugar alcohol is dissolved and held in sugar alcohol by touching moisture during use. It becomes composite particles that can be restored to peptide hormones and nanoparticles encapsulating peptide hormones.

本発明に用いられる生体適合性高分子は、生体への刺激・毒性が低く、生体適合性で、投与後分解して代謝される生体内分解性のものが望ましい。また、内包するペプチドホルモンを持続して徐々に放出する粒子であることが好ましい。このような素材としては、特にポリ乳酸・グリコール酸共重合体(PLGA)を好適に用いることができる。PLGAは薬物を内包可能であり、当該薬物の効力を保持したまま長期間保存できることが知られている。さらに、生体内の酵素によるPLGAの分解により、数時間から数十時間単位の徐放ができると考えられる。   The biocompatible polymer used in the present invention is desirably a biocompatible polymer that has low irritation and toxicity to the living body, is biocompatible, and is decomposed and metabolized after administration. Moreover, it is preferable that it is the particle | grains which release the peptide hormone to include continuously and gradually. As such a material, polylactic acid / glycolic acid copolymer (PLGA) can be particularly preferably used. It is known that PLGA can contain a drug and can be stored for a long time while maintaining the efficacy of the drug. Furthermore, it is considered that sustained release in units of several hours to several tens of hours can be achieved by degradation of PLGA by an enzyme in the living body.

PLGAの分子量は、5,000〜200,000の範囲内であることが好ましく、15,000〜25,000の範囲内であることがより好ましい。乳酸とグリコール酸との組成比は1:99〜99:1であればよいが、乳酸1に対しグリコール酸0.333であることが好ましい。また、乳酸およびグリコール酸の含有量が25重量%〜65重量%の範囲内であるPLGAは、非晶質であり、かつアセトン等の有機溶媒に可溶であるから、好適に使用される。   The molecular weight of PLGA is preferably in the range of 5,000 to 200,000, and more preferably in the range of 15,000 to 25,000. The composition ratio of lactic acid and glycolic acid may be 1:99 to 99: 1, but glycolic acid is preferably 0.333 with respect to lactic acid 1. PLGA having a lactic acid and glycolic acid content in the range of 25 wt% to 65 wt% is preferably used because it is amorphous and soluble in an organic solvent such as acetone.

生体適合性高分子としては、ほかに、ポリグリコール酸(PGA)、ポリ乳酸(PLA)、ポリアスパラギン酸等が挙げられる。また、これらのコポリマーであるアスパラギン酸・乳酸共重合体(PAL)やアスパラギン酸・乳酸・グリコール酸共重合体(PALG)を用いても良く、アミノ酸のような荷電基あるいは官能基化し得る基を有していてもよい。   Other biocompatible polymers include polyglycolic acid (PGA), polylactic acid (PLA), polyaspartic acid, and the like. In addition, aspartic acid / lactic acid copolymer (PAL) and aspartic acid / lactic acid / glycolic acid copolymer (PALG), which are these copolymers, may be used, and charged groups such as amino acids or functionalizable groups may be used. You may have.

上記以外の生体適合性高分子としては、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンのようなポリアルキレン、ポリプロピレン、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテルおよびポリビニルエステルのようなポリビニル化合物、アクリル酸とメタクリル酸とのポリマー、セルロースおよび他の多糖類、ならびにペプチドまたはタンパク質、あるいはそれらのコポリマーまたは混合物が挙げられる。また、ナノ粒子の表面に粘膜付着性を高めるキトサンを複合化したり、リン脂質(レシチン/フォスファチジルコリン)を複合化させてもよい。   Other biocompatible polymers include polyalkylenes such as polyamide, polycarbonate, polyethylene, polypropylene, polyethylene glycol, polyethylene oxide, polyethylene terephthalate, polyvinyl compounds such as polyvinyl alcohol, polyvinyl ether and polyvinyl ester, acrylic acid and Polymers with methacrylic acid, cellulose and other polysaccharides, and peptides or proteins, or copolymers or mixtures thereof. Further, chitosan for enhancing mucoadhesiveness may be complexed to the surface of the nanoparticle, or phospholipid (lecithin / phosphatidylcholine) may be complexed.

また、PLGAの表面をポリエチレングリコール(PEG)で修飾しておくと、特に親水性のペプチドホルモンとPLGAとの親和性が向上し、封入が容易になるため好ましい。特に、生体適合性高分子として疎水性ポリマーブロックと親水性ポリマーブロックが結合したブロック共重合体を用いて、親水性ポリマーブロックが粒子表面の外殻部(シェル部)に、疎水性ポリマーブロックが粒子内部(コア部)に位置するコアシェル構造の生体適合性ナノ粒子を形成し、当該シェル部を外層としてペプチドホルモンを封入する方法を用いることもできる。このようなナノ粒子の構造を図3に示す。   In addition, it is preferable to modify the surface of PLGA with polyethylene glycol (PEG) because the affinity between the hydrophilic peptide hormone and PLGA is improved and encapsulation becomes easy. In particular, using a block copolymer in which a hydrophobic polymer block and a hydrophilic polymer block are combined as a biocompatible polymer, the hydrophilic polymer block is placed on the outer shell (shell) of the particle surface, and the hydrophobic polymer block is A method of forming a biocompatible nanoparticle having a core-shell structure located inside the particle (core part) and encapsulating the peptide hormone using the shell part as an outer layer can also be used. The structure of such nanoparticles is shown in FIG.

生体適合性ナノ粒子2は、疎水性ポリマーブロック12と、親水性ポリマーブロック13が結合したブロック共重合体14が多数凝集して形成されたものであり、貧溶媒として水相を用いた水中エマルジョン法で調製すると、図3に示すように、親水性ポリマーブロック13が粒子表面に張り出して外殻部(シェル部)15を形成し、疎水性ポリマーブロック12は粒子内部(コア部)16に位置するコアシェル構造を形成する。   The biocompatible nanoparticle 2 is formed by agglomerating a large number of block copolymers 14 in which a hydrophobic polymer block 12 and a hydrophilic polymer block 13 are combined, and an emulsion in water using an aqueous phase as a poor solvent. When prepared by the method, as shown in FIG. 3, the hydrophilic polymer block 13 protrudes from the particle surface to form an outer shell portion (shell portion) 15, and the hydrophobic polymer block 12 is located in the particle inner portion (core portion) 16. Forming a core-shell structure.

親水性ポリマーブロック13は、水分子を引き付けて保持する能力が高いため、親水性ポリマーブロック13が張り出したシェル部15は、貧溶媒中の水分子を引き付けて水和相を形成する。親水性のペプチドホルモン4は、ナノ粒子晶析時に有機溶媒(良溶媒)の拡散に伴い貧溶媒中へと拡散するが、親水性ポリマーブロック13と相互作用することにより、貧溶媒中への漏出が抑制され、主としてナノ粒子2のシェル部15での封入が可能になると考えられる。   Since the hydrophilic polymer block 13 has a high ability to attract and hold water molecules, the shell portion 15 where the hydrophilic polymer block 13 protrudes attracts water molecules in a poor solvent to form a hydrated phase. The hydrophilic peptide hormone 4 diffuses into the poor solvent with the diffusion of the organic solvent (good solvent) during nanoparticle crystallization, but leaks into the poor solvent by interacting with the hydrophilic polymer block 13. It is considered that the encapsulation of the nanoparticles 2 in the shell portion 15 becomes possible.

なお、ペプチドホルモン4の親水性が弱くなると、親水性ポリマーブロック13との相互作用も弱くなってシェル部15への封入率が低下するが、反対に疎水性ポリマーブロック12との相互作用によりコア部16への封入率が向上するため、ペプチドホルモン4が両親媒性であってもナノ粒子全体として高い封入率が確保される。   In addition, when the hydrophilicity of the peptide hormone 4 is weakened, the interaction with the hydrophilic polymer block 13 is also weakened, and the encapsulation rate into the shell portion 15 is reduced. On the contrary, the core due to the interaction with the hydrophobic polymer block 12 is reduced. Since the encapsulation rate in the portion 16 is improved, even if the peptide hormone 4 is amphiphilic, a high encapsulation rate is ensured as a whole nanoparticle.

従って、従来の球形晶析法では製造が困難であった、親水性のペプチドホルモンの封入率を高めたナノ粒子を簡便且つ低コストで製造することができる。また、ナノ粒子を複合化することなくナノ粒子の外層にペプチドホルモンを封入可能となるため、製造工程も簡素化される。さらに、コアシェル構造を有する図3のナノ粒子を前述した方法で複合化することにより、シェル部15のさらに外側に形成される結合剤層3(図1参照)にもペプチドホルモン4が封入されるため、ペプチドホルモン4の封入率を一層高めることができる。   Therefore, nanoparticles with an increased encapsulation rate of hydrophilic peptide hormones, which were difficult to produce by conventional spherical crystallization methods, can be produced simply and at low cost. Further, since the peptide hormone can be encapsulated in the outer layer of the nanoparticles without complexing the nanoparticles, the production process is simplified. Furthermore, by combining the nanoparticles of FIG. 3 having a core-shell structure by the method described above, the peptide hormone 4 is also encapsulated in the binder layer 3 (see FIG. 1) formed further outside the shell portion 15. Therefore, the encapsulation rate of peptide hormone 4 can be further increased.

なお、貧溶媒として油相を用いた油中エマルジョン法でナノ粒子を調製しても良い。その場合、疎水性ポリマーブロック12が粒子表面に張り出してシェル部15を形成し、親水性ポリマーブロック13はコア部16に位置する。即ち、図3の構成とは逆のコアシェル構造を有するため、親水性のペプチドホルモン4は主にコア部16に封入されることとなる。この場合、即効性を高めるためにはナノ粒子2を複合化し、結合剤層3(図1参照)にもペプチドホルモン4を封入しておくことが望ましい。   The nanoparticles may be prepared by an emulsion-in-oil method using an oil phase as a poor solvent. In that case, the hydrophobic polymer block 12 protrudes from the particle surface to form the shell portion 15, and the hydrophilic polymer block 13 is located in the core portion 16. That is, since it has a core-shell structure opposite to the configuration of FIG. 3, the hydrophilic peptide hormone 4 is mainly enclosed in the core portion 16. In this case, in order to increase the immediate effect, it is desirable that the nanoparticles 2 are combined and the peptide hormone 4 is encapsulated in the binder layer 3 (see FIG. 1).

生体適合性のブロック共重合体14としては、生体への刺激・毒性が低く、生体適合性で、投与後分解して代謝される生体内分解性のものが望ましい。また、内包するペプチドホルモンを持続して徐々に放出する粒子であることが好ましい。このような素材としては、特に疎水性ポリマーブロック12がポリ乳酸・グリコール酸共重合体(PLGA)で構成され、親水性ポリマーブロック13がポリエチレングリコール(PEG)で構成されたPEG−PLGA共重合体を好適に用いることができる。   The biocompatible block copolymer 14 is preferably a biocompatible one that has low irritation and toxicity to the living body, is biocompatible, and is decomposed and metabolized after administration. Moreover, it is preferable that it is the particle | grains which release the peptide hormone to include continuously and gradually. As such a material, a PEG-PLGA copolymer in which the hydrophobic polymer block 12 is composed of a polylactic acid / glycolic acid copolymer (PLGA) and the hydrophilic polymer block 13 is composed of polyethylene glycol (PEG). Can be suitably used.

ナノ粒子に内包されるペプチドホルモンとしては、インスリン、カルシトニン、ガストリン、プロラクチン、副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)、甲状腺刺激ホルモン(TSH)、黄体形成ホルモン(LH)、卵胞刺激ホルモン(FSH)、オキシトシン、ヴァソプレッシン(抗利尿性ホルモン)、心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)、心房性ナトリウム利尿因子(ANF)、成長ホルモン、ソマトスタチン(成長ホルモン分泌抑制ホルモン)、インターフェロン等が挙げられる。   Peptide hormones encapsulated in nanoparticles include insulin, calcitonin, gastrin, prolactin, adrenocorticotropic hormone (ACTH), thyroid stimulating hormone (TSH), luteinizing hormone (LH), follicle stimulating hormone (FSH), oxytocin, Examples include vasopressin (antidiuretic hormone), atrial natriuretic peptide (ANP), atrial natriuretic factor (ANF), growth hormone, somatostatin (growth hormone secretory hormone), interferon and the like.

上記ペプチドホルモンの中でも、特に、糖尿病の治療に用いられるインスリンは、後述するように製剤に即効性、持続性を兼備させることで効果が向上することから、ナノ粒子に封入するペプチドホルモンとして好適である。また、骨粗鬆症の予防及び治療薬に用いられるカルシトニンは、従来、ナノ粒子内部への封入が極めて困難であったが、上記方法によってナノ粒子の外層へ封入することにより、高濃度カルシトニン製剤の材料として好適に用いられる。因みに、インスリンは非親水性であり、カルシトニンは親水性が強い。   Among the above peptide hormones, in particular, insulin used for the treatment of diabetes is suitable as a peptide hormone to be encapsulated in nanoparticles because the effect is improved by combining the preparation with immediate effect and sustainability as described later. is there. In addition, calcitonin used for the prevention and treatment of osteoporosis has heretofore been extremely difficult to encapsulate inside nanoparticles, but by encapsulating in the outer layer of nanoparticles by the above method, it can be used as a material for high-concentration calcitonin preparations. Preferably used. Incidentally, insulin is non-hydrophilic and calcitonin is strongly hydrophilic.

これらのペプチドホルモンのナノ粒子内部及び外層への封入率が高いほど、製剤中のペプチドホルモンの含有量も高くなるため好ましい。但し、ナノ粒子外層への封入率の増加は、製剤としては即効性の強いものとなり、ナノ粒子内部への封入率の増加は持続性に優れたものとなることから、この即効性と持続性の両者を製剤の剤形や服用場面等に応じてバランス良く備えるようにすべきである。そのため、ナノ粒子内部へのペプチドホルモンの封入率は、生体適合性高分子に対し0.01重量%以上20重量%以下が好ましく、0.1重量%以上10重量%以下が特に好ましい。   The higher the encapsulation rate of these peptide hormones in the nanoparticles and in the outer layer, the higher the peptide hormone content in the preparation, which is preferable. However, an increase in the encapsulation rate in the outer layer of nanoparticles becomes a strong immediate effect as a formulation, and an increase in the encapsulation rate in the interior of nanoparticles becomes excellent in sustainability. Both of these should be provided in a well-balanced manner according to the dosage form of the preparation and the scene of taking it. Therefore, the encapsulation rate of the peptide hormone inside the nanoparticle is preferably 0.01% by weight or more and 20% by weight or less, and particularly preferably 0.1% by weight or more and 10% by weight or less with respect to the biocompatible polymer.

また、上記ペプチドホルモンのうち何れか1種のみを封入しても良いが、特に効能や作用機序の異なるペプチドホルモンを複数種封入しておけば、各成分の相乗効果が期待できる。さらに、ペプチドホルモンと共に、例えばビタミン誘導体等の、ペプチドホルモン以外の成分を封入することもできる。   In addition, any one of the above peptide hormones may be encapsulated, but a synergistic effect of each component can be expected if a plurality of peptide hormones having different efficacy and action mechanism are encapsulated. Furthermore, components other than peptide hormones such as vitamin derivatives can be encapsulated together with peptide hormones.

また、ナノ粒子内部及び外層へのペプチドホルモンの封入割合は、ナノ粒子を用いて製造される医薬製剤の作用機序や、要求される即効性、持続性の程度等により適宜設定することができる。即ち、薬剤投与後から血中等の目標部位到達までに時間を要する製剤や、投与後長期間に亘る効果の持続性が要求される製剤の場合は、ナノ粒子内部への封入割合を高くすれば良い。一方、短時間で血中等の目標部位に到達する製剤や、投与直後より効果の発現が要求される製剤の場合は、ナノ粒子の外層への封入割合を高くすれば良い。   In addition, the encapsulation ratio of peptide hormones inside and outside the nanoparticles can be appropriately set according to the mechanism of action of the pharmaceutical preparation produced using the nanoparticles, the required immediate effect, the degree of sustainability, etc. . In other words, in the case of a preparation that requires time from drug administration to the arrival of the target site in the blood or a preparation that requires long-lasting effect after administration, the encapsulation rate inside the nanoparticles can be increased. good. On the other hand, in the case of a preparation that reaches a target site in blood or the like in a short time or a preparation that requires an effect from immediately after administration, the encapsulation rate of the nanoparticles in the outer layer may be increased.

ペプチドホルモンの封入割合は、ナノ粒子の複合化に用いられる結合剤を外層として封入する場合は、ナノ粒子形成時に添加するペプチドホルモン量と、結合剤と共に複合化するペプチドホルモン量の調整、或いはナノ粒子を形成する生体適合性高分子の種類により変更可能である。一方、コアシェル構造を有するナノ粒子のシェル部を外層として封入する場合は、シェル部の大きさはブロック共重合体を構成する親水性ポリマーブロックの分子量に依存するため、親水性ポリマーブロックと疎水性ポリマーブロックの分子量をペプチドホルモンの封入割合に応じて選択すれば良い。   Peptide hormones can be encapsulated by adjusting the amount of peptide hormone added at the time of nanoparticle formation and the amount of peptide hormone complexed with the binder, It can be changed according to the type of biocompatible polymer forming the particles. On the other hand, when the shell part of a nanoparticle having a core-shell structure is encapsulated as an outer layer, the size of the shell part depends on the molecular weight of the hydrophilic polymer block constituting the block copolymer. What is necessary is just to select the molecular weight of a polymer block according to the encapsulation rate of a peptide hormone.

本発明に用いられるペプチドホルモン封入ナノ粒子は、1,000nm未満の平均粒子径を有するものであれば特に制限はないが、目標部位への到達効率を高めるためには平均粒子径を300nm以下とすることが好ましい。一方、前述したようにナノ粒子の粒子径が小さくなるほど封入率も低くなるため、平均粒子径は30nm以上とすることが好ましい。   The peptide hormone-encapsulated nanoparticles used in the present invention are not particularly limited as long as they have an average particle size of less than 1,000 nm, but in order to increase the efficiency of reaching the target site, the average particle size is set to 300 nm or less. It is preferable to do. On the other hand, as described above, the smaller the particle diameter of the nanoparticles, the lower the encapsulation rate. Therefore, the average particle diameter is preferably 30 nm or more.

本発明に用いられるペプチドホルモン封入ナノ粒子の製造方法としては、目的の物質を1,000nm未満の粒子径を有する粒子に加工することができる方法であれば特に限定されるものではないが、球形晶析法を用いることが非常に好ましい。球形晶析法は、化合物合成の最終プロセスにおける結晶の生成・成長プロセスを制御することで、球状の結晶粒子を設計し、その物性を直接制御して加工することができる方法である。球形晶析法の一つに、エマルジョン溶媒拡散法(ESD法)がある。   The method for producing peptide hormone-encapsulated nanoparticles used in the present invention is not particularly limited as long as the target substance can be processed into particles having a particle diameter of less than 1,000 nm. It is highly preferred to use a crystallization method. Spherical crystallization is a method in which spherical crystal particles can be designed and processed by directly controlling their physical properties by controlling the crystal generation and growth process in the final process of compound synthesis. One of the spherical crystallization methods is an emulsion solvent diffusion method (ESD method).

ESD法は、次に示すような原理によって、ナノスフェアを製造する技術である。本法には、薬物を封入する基剤ポリマーとなるPLGA等を溶解できる良溶媒と、これとは逆にPLGAを溶解しない貧溶媒の二種類の溶媒が用いられる。この良溶媒には、PLGA等を溶解し、且つ貧溶媒へ混和するアセトン等を用いる。そして、貧溶媒には、通常、ポリビニルアルコール水溶液等を用いる。   The ESD method is a technique for producing nanospheres based on the following principle. In this method, two types of solvents are used: a good solvent that can dissolve PLGA or the like as a base polymer for encapsulating the drug, and a poor solvent that does not dissolve PLGA. As the good solvent, acetone or the like that dissolves PLGA or the like and is miscible with the poor solvent is used. And a polyvinyl alcohol aqueous solution etc. are normally used for a poor solvent.

操作手順としては、まず、良溶媒中にPLGAを溶解後、このPLGAが析出しないように、薬物溶解液を良溶媒中へ添加混合する。次に、このPLGAと薬物の混合液を、貧溶媒中に攪拌下、滴下すると、混合液中の良溶媒(アセトン)が貧溶媒中へ急速に拡散移行する。その結果、貧溶媒中で良溶媒の自己乳化が起き、サブミクロンサイズの良溶媒のエマルジョン滴が形成される。さらに、良溶媒と貧溶媒の相互拡散により、エマルジョン内から良溶媒であるアセトンが貧溶媒へと継続的に拡散していくので、エマルジョン滴内のPLGA並びに薬物の溶解度が低下し、最終的に、薬物を包含した球形結晶粒子のPLGAナノスフェアが生成する。   As an operation procedure, first, after dissolving PLGA in a good solvent, a drug solution is added and mixed in the good solvent so that the PLGA does not precipitate. Next, when the PLGA / drug mixture is dropped into the poor solvent while stirring, the good solvent (acetone) in the mixture rapidly diffuses and transfers into the poor solvent. As a result, self-emulsification of the good solvent occurs in the poor solvent, and submicron sized good solvent emulsion droplets are formed. Furthermore, due to the mutual diffusion of the good solvent and the poor solvent, acetone, which is a good solvent, continuously diffuses from the emulsion to the poor solvent, so that the solubility of PLGA and the drug in the emulsion droplets is lowered, and finally , PLGA nanospheres of spherical crystal particles containing the drug are produced.

上記球形晶析法では、物理化学的な手法でナノ粒子を形成でき、しかも得られるナノ粒子が略球形であるため、均質なナノ粒子を、触媒や原料化合物の残留といった問題を考慮する必要がなく、容易に形成することができる。その後、良溶媒である有機溶媒を減圧留去し(溶媒留去工程)、ペプチドホルモン封入ナノ粒子粉末を得る。そして、得られた粉末をそのまま、或いは必要に応じて凍結乾燥等により複合化し(複合化工程)、複合粒子とした後、容器内に充填してペプチドホルモン封入ナノ粒子を含む医薬製剤とする。   In the above spherical crystallization method, nanoparticles can be formed by a physicochemical method, and the resulting nanoparticles are substantially spherical. Therefore, it is necessary to consider the problem of catalyst and raw material compound residues from homogeneous nanoparticles. And can be easily formed. Thereafter, the organic solvent which is a good solvent is distilled off under reduced pressure (solvent distillation step) to obtain peptide hormone-encapsulated nanoparticle powder. Then, the obtained powder is composited as it is or by freeze-drying or the like as necessary (compositing step) to form composite particles, which are then filled into a container to obtain a pharmaceutical preparation containing peptide hormone-encapsulated nanoparticles.

このようにして製造された医薬製剤は、経肺投与用、皮下及び静脈注射用、或いは経皮、経口投与用等の種々の用途に使用することができる。特に、経肺投与用途に使用した場合、高濃度のペプチドホルモンを含有するため剤形の小型化が可能となり、実用的な経肺投与量を満足できる製剤となる。また、経口投与用途に用いる場合は、外層に封入されたペプチドホルモンが消化酵素による分解を受けにくくなるように、キトサン等の賦形剤を用いて錠剤化するか、カプセル内に充填してカプセル剤とすることが好ましい。   The pharmaceutical preparation thus produced can be used for various applications such as pulmonary administration, subcutaneous and intravenous injection, transdermal and oral administration. In particular, when it is used for pulmonary administration, the dosage form can be miniaturized because it contains a high concentration of peptide hormone, and the preparation can satisfy a practical pulmonary dose. In addition, when used for oral administration, the peptide hormone encapsulated in the outer layer is made into tablets using an excipient such as chitosan or filled into a capsule so that it is difficult to be degraded by digestive enzymes. It is preferable to use an agent.

上記球形晶析法で用いられる良溶媒および貧溶媒の種類、並びに液体架橋剤の種類は、目的となる薬物の種類等に応じて決定されるものであり特に限定されるものではないが、ペプチドホルモン封入ナノ粒子は、人体へ直接投与する医薬製剤の原料として用いられるため、人体に対して安全性が高く、且つ環境負荷の少ないものを用いる必要がある。このような貧溶媒としては、例えばポリビニルアルコール水溶液が好適に用いられ、良溶媒としては、例えばアセトンのみ、若しくはアセトンとエタノールの混合液が好適に用いられる。なお、余剰のポリビニルアルコールが残存している場合は、溶媒留去工程の後に、遠心分離等によりポリビニルアルコールを除去する工程(除去工程)が設けられる。   The types of good solvent and poor solvent used in the spherical crystallization method and the type of liquid cross-linking agent are determined according to the type of target drug and the like, and are not particularly limited. Since the hormone-encapsulated nanoparticles are used as a raw material for pharmaceutical preparations that are directly administered to the human body, it is necessary to use those that are highly safe for the human body and have a low environmental impact. As such a poor solvent, for example, a polyvinyl alcohol aqueous solution is suitably used, and as a good solvent, for example, only acetone or a mixture of acetone and ethanol is suitably used. In addition, when the excess polyvinyl alcohol remains, the process (removal process) of removing polyvinyl alcohol by centrifugation etc. is provided after a solvent distillation process.

ポリビニルアルコール水溶液の濃度、或いはアセトンとエタノールの混合比や、結晶析出時の条件や機械的剪断力の加え方も特に限定されるものではなく、目的となる薬物の種類や、球形造粒結晶の粒径(本発明の場合ナノオーダー)等に応じて適宜決定すればよいが、ポリビニルアルコール水溶液の濃度が高いほどナノ粒子表面へのポリビニルアルコールの付着が良好となり、乾燥後の水への再分散性が向上する反面、ポリビニルアルコール水溶液の濃度が所定以上になると、貧溶媒の粘度が上昇して良溶媒の拡散性に悪影響を与える。そのため、ポリビニルアルコールの重合度やけん化度によっても異なるが、ナノ粒子形成工程後に除去工程を設ける場合は0.1重量%以上10重量%以下が好ましく、2%程度がより好ましい。なお、除去工程を設けない場合は0.5重量%以下とすることが好ましい。   The concentration of the polyvinyl alcohol aqueous solution, or the mixing ratio of acetone and ethanol, the conditions at the time of crystal precipitation and the method of applying mechanical shearing force are not particularly limited, and the type of the target drug and the spherical granulated crystals It may be determined appropriately according to the particle size (in the case of the present invention, nano-order), etc., but the higher the concentration of the polyvinyl alcohol aqueous solution, the better the adhesion of the polyvinyl alcohol to the nanoparticle surface, and the re-dispersion in water after drying On the other hand, when the concentration of the polyvinyl alcohol aqueous solution exceeds a predetermined level, the viscosity of the poor solvent increases and adversely affects the diffusibility of the good solvent. Therefore, although depending on the polymerization degree and saponification degree of polyvinyl alcohol, when a removal step is provided after the nanoparticle formation step, it is preferably 0.1% by weight or more and 10% by weight or less, more preferably about 2%. In addition, when not providing a removal process, it is preferable to set it as 0.5 weight% or less.

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。以下、本発明のペプチドホルモン封入ナノ粒子を含む医薬製剤の製造方法及び作用効果について、インスリン製剤及びカルシトニン製剤を例に挙げて具体的に説明する。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. Embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments are also included in the present invention. Included in the technical scope. Hereinafter, the manufacturing method and action effect of the pharmaceutical preparation containing the peptide hormone-encapsulated nanoparticles of the present invention will be specifically described by taking insulin preparation and calcitonin preparation as examples.

[インスリン封入PLGAナノスフェアの調製法]
インスリン(ウシ由来、SIGMA製、28.0units/mg)100mgを0.01mol/Lの塩酸18mLに溶解させた。生体適合性高分子である乳酸・グリコール酸共重合体(PLGA:分子量20,000、乳酸/グリコール酸=75/25、Tg=45℃、和光純薬製PLGA7520)2gをその良溶媒であるアセトン100mLに溶解してポリマー溶液とした後、前記インスリン−塩酸溶液を添加して混合液とする。次にこの混合液を、貧溶媒として調製した2重量%のポリビニルアルコール(PVA:ポバール403、クラレ社製)水溶液250mL中に40℃、400rpmで攪拌下、一定速度(4mL/分)で滴下し、良溶媒の貧溶媒中への拡散によってインスリン封入PLGAナノスフェアの懸濁液を得た。
[Preparation of insulin-encapsulated PLGA nanospheres]
100 mg of insulin (derived from bovine, manufactured by SIGMA, 28.0 units / mg) was dissolved in 18 mL of 0.01 mol / L hydrochloric acid. A biocompatible polymer, lactic acid / glycolic acid copolymer (PLGA: molecular weight 20,000, lactic acid / glycolic acid = 75/25, Tg = 45 ° C., PLGA 7520 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 2 g of acetone as its good solvent After dissolving in 100 mL to obtain a polymer solution, the insulin-hydrochloric acid solution is added to obtain a mixed solution. Next, this mixed solution was dropped at a constant rate (4 mL / min) with stirring at 40 ° C. and 400 rpm into 250 mL of a 2 wt% aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA: Poval 403, manufactured by Kuraray) prepared as a poor solvent. A suspension of insulin-encapsulated PLGA nanospheres was obtained by diffusion of the good solvent into the poor solvent.

続いて、減圧下アセトンを留去した後、遠心分離操作(遠心加速度41,000G)によりインスリン封入PLGAナノスフェアの沈殿を回収し、沈殿を精製水に再懸濁して再度遠心分離操作を行い、過剰のポリビニルアルコールを除去した。上澄みを除去後、−45℃で凍結乾燥し粉末化して、水への再分散性の良好なインスリン封入PLGAナノスフェア粉末を得た。   Subsequently, after distilling off acetone under reduced pressure, the precipitate of insulin-encapsulated PLGA nanospheres is recovered by centrifugation (centrifugal acceleration 41,000 G), and the precipitate is resuspended in purified water and centrifuged again to remove excess. The polyvinyl alcohol was removed. After removing the supernatant, it was freeze-dried at −45 ° C. and powdered to obtain an insulin-encapsulated PLGA nanosphere powder having good redispersibility in water.

[インスリン封入PLGAナノコンポジット製剤の調製法]
精製水(pH=6.8、以下同じ)にトレハロース(林原製)700mgを溶解させ、さらにインスリン(ウシ由来、SIGMA製)12.4mgを懸濁させ50mLにメスアップした。このインスリン懸濁液を、実施例1で得られたナノスフェア粉末350mgを精製水100mLに再懸濁させた懸濁液中に添加し、均一に混合した後、−45℃で凍結乾燥して、ナノ粒子の内部及び外層にインスリンが封入された本発明のPLGAナノコンポジット製剤を得た。
[Preparation of insulin-encapsulated PLGA nanocomposite preparation]
700 mg of trehalose (manufactured by Hayashibara) was dissolved in purified water (pH = 6.8, the same applies hereinafter), and 12.4 mg of insulin (derived from bovine, manufactured by SIGMA) was suspended to make up to 50 mL. This insulin suspension was added to a suspension obtained by resuspending 350 mg of the nanosphere powder obtained in Example 1 in 100 mL of purified water, mixed uniformly, and then freeze-dried at −45 ° C. A PLGA nanocomposite preparation of the present invention in which insulin was encapsulated inside and outside the nanoparticles was obtained.

比較例1Comparative Example 1

実施例2のインスリン懸濁液に代えて、精製水にトレハロース(林原製)700mgを溶解し50mLとしたトレハロース水溶液を用い、実施例2と同様の方法によりナノ粒子の内部にのみインスリンが封入されたPLGAナノコンポジット製剤を得た。   In place of the insulin suspension of Example 2, 700 mg of trehalose (manufactured by Hayashibara) was dissolved in purified water to make 50 mL of trehalose aqueous solution, and insulin was enclosed only inside the nanoparticles by the same method as in Example 2. PLGA nanocomposite preparation was obtained.

比較例2Comparative Example 2

実施例1で得られたナノスフェア粉末に代えて、インスリンを封入していないPLGAナノスフェアを用い、比較例1と同様の方法によりナノ粒子の内部及び外層にインスリンが封入されていないPLGAナノコンポジット製剤を得た。   In place of the nanosphere powder obtained in Example 1, PLGA nanospheres not encapsulating insulin were used, and a PLGA nanocomposite formulation in which insulin was not encapsulated in the inner and outer layers of the nanoparticles was performed in the same manner as in Comparative Example 1. Obtained.

[インスリン封入PLGAナノコンポジット製剤中のインスリン含有率の評価]
実施例2及び比較例1、2で得られた各PLGAナノコンポジット製剤中の組成重量割合を測定した。実施例2及び比較例1、2のナノコンポジット製剤を30mgずつ秤量し、それぞれ精製水10.0mLでメスアップしてトレハロースを溶解させた。このとき析出するPLGAナノスフェア及び外層中のインスリンを遠心分離操作(遠心加速度41,000G、−20℃、20分)により固形分として単離した。
[Evaluation of insulin content in insulin-filled PLGA nanocomposite preparation]
The composition weight ratio in each PLGA nanocomposite formulation obtained in Example 2 and Comparative Examples 1 and 2 was measured. 30 mg each of the nanocomposite preparations of Example 2 and Comparative Examples 1 and 2 were weighed and each was diluted with 10.0 mL of purified water to dissolve trehalose. The PLGA nanospheres precipitated at this time and the insulin in the outer layer were isolated as solids by a centrifugal separation operation (centrifugal acceleration 41,000 G, −20 ° C., 20 minutes).

次に、実施例2及び比較例1の製剤から単離された固形分にアセトニトリル3.0mLを加えてPLGAを溶解し、ナノスフェア内のインスリンを漏出させた。漏出したインスリンを0.01Nの塩酸で溶解させつつ10mLにメスアップし、再析出したPLGAを遠心分離操作により除去した後、上清20μLを高速液体クラマトグラフィー(HPLC)により定量して粒子内部及び外層に封入されたインスリン量を測定した。   Next, 3.0 mL of acetonitrile was added to the solid content isolated from the preparations of Example 2 and Comparative Example 1 to dissolve PLGA, and insulin in the nanospheres was leaked. The leaked insulin was dissolved in 0.01N hydrochloric acid and made up to 10 mL. After reprecipitation of PLGA was removed by centrifugation, 20 μL of the supernatant was quantified by high performance liquid chromatography (HPLC) to determine the inside of the particles and The amount of insulin encapsulated in the outer layer was measured.

ここで、比較例1のHPLC実測値はPLGAナノスフェア内部のインスリン含有量と見なすことができ、この値は同一バッチで晶析作製したナノスフェアからなる実施例2のナノスフェア内部のインスリン含有量にも適用できる。従って、実施例2のHPLC実測値(内部及び外層のトータル値)と比較例1のHPLC実測値(内部値)とを用いて、実施例2のナノコンポジット製剤におけるナノ粒子内部と外層(トータル値−内部値)のインスリン量がそれぞれ算定された。   Here, the HPLC measured value of Comparative Example 1 can be regarded as the insulin content inside the PLGA nanosphere, and this value is also applied to the insulin content inside the nanosphere of Example 2 consisting of nanospheres prepared by crystallization in the same batch. it can. Therefore, using the actually measured HPLC value of Example 2 (total value of the inner and outer layers) and the actually measured HPLC value of Comparative Example 1 (internal value), the inner and outer layers of the nanoparticle in the nanocomposite preparation of Example 2 (total value) -Insulin values) were calculated.

HPLCの操作条件としては、移動相(アセトニトリル/1.2体積%過塩素酸水溶液=35/65)を、40℃に設定したカラム(日本分光製、Finepak SIL300C18T−5)内を流速1.5mL/分で流し、検出器(島津製作所製、SPD−6AV)を用いて検出波長214nmでインスリンのピークを検出した。結果を表1に示す。   As HPLC operating conditions, a mobile phase (acetonitrile / 1.2% by volume perchloric acid aqueous solution = 35/65) was set in a column (manufactured by JASCO, Finepak SIL300C18T-5) at a flow rate of 1.5 mL. The peak of insulin was detected at a detection wavelength of 214 nm using a detector (manufactured by Shimadzu Corporation, SPD-6AV). The results are shown in Table 1.

Figure 0004878463
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表1から明らかなように、トレハロース水溶液にインスリンを懸濁させた液を用いて複合化した実施例2の製剤では、外層のトレハロースにもインスリンが封入されていた。一方、トレハロース水溶液を用いて複合化した比較例1の製剤では、PLGAナノスフェア内部にのみインスリンが封入されていた。なお、実施例2においてはナノスフェアの内部と外層に1:1の割合でインスリンが封入されるようにインスリンの仕込み量を設定したが、晶析及び凍結乾燥プロセスでの各成分のロス等により、内部及び外層へのインスリンの封入割合は約6:4となっていた。   As is clear from Table 1, in the preparation of Example 2 that was complexed using a suspension of insulin in an aqueous trehalose solution, insulin was also encapsulated in the outer layer of trehalose. On the other hand, in the preparation of Comparative Example 1 complexed using an aqueous trehalose solution, insulin was encapsulated only inside the PLGA nanosphere. In Example 2, the amount of insulin charged was set so that insulin was encapsulated at a ratio of 1: 1 in the inner and outer layers of the nanosphere, but due to the loss of each component in the crystallization and freeze-drying processes, etc. The encapsulation ratio of insulin in the inner and outer layers was about 6: 4.

また、いずれのナノコンポジット製剤においてもPLGAナノスフェアとトレハロースの重量比はほぼ1:2となっていた。こうして調製された略同一剤形サイズの実施例2及び比較例1のナノコンポジット製剤におけるインスリン濃度は、各々0.41及び0.25(units/mg)であった。従って、同一ユニットを投与する条件下では、外層にもインスリンを封入した実施例2の製剤は、比較例1に比べて剤形の小型化が可能であることが確認された。   In any nanocomposite preparation, the weight ratio of PLGA nanospheres to trehalose was approximately 1: 2. The insulin concentrations in the nanocomposite preparations of Example 2 and Comparative Example 1 having substantially the same dosage form size thus prepared were 0.41 and 0.25 (units / mg), respectively. Therefore, it was confirmed that, under the conditions in which the same unit was administered, the formulation of Example 2 in which insulin was also encapsulated in the outer layer could be made smaller in size than Comparative Example 1.

[インスリン封入PLGAナノコンポジット製剤の再分散時における粒度分布]
比較例1で得られたPLGAナノコンポジット製剤を水中へ再分散させた際のPLGAナノスフェア粒子の粒度分布を動的光散乱法により測定した。結果を図4に示す。図4から明らかなように、再分散したPLGAナノスフェア粒子の粒子径は100nm〜600nmの範囲に分布しており、平均粒子径は215nmであった。なお、同様の方法により実施例2及び比較例2のナノコンポジット製剤を再分散させた際の平均粒子径を測定したところ、それぞれ217nm及び210nmであり、粒子径分布についても各製剤で大きな差は認められなかった。
[Particle size distribution during re-dispersion of insulin-encapsulated PLGA nanocomposite formulation]
The particle size distribution of the PLGA nanosphere particles when the PLGA nanocomposite preparation obtained in Comparative Example 1 was redispersed in water was measured by a dynamic light scattering method. The results are shown in FIG. As is clear from FIG. 4, the redispersed PLGA nanosphere particles have a particle size distributed in the range of 100 nm to 600 nm, and the average particle size is 215 nm. In addition, when the average particle diameter when the nanocomposite preparation of Example 2 and Comparative Example 2 was redispersed by the same method was measured, it was 217 nm and 210 nm, respectively. I was not able to admit.

実施例2及び比較例1、2で作製されたPLGAナノコンポジット製剤を、ヒトと体内動態の類似するビーグル犬に経肺投与し、所定時間毎に血中グルコース濃度の変化を測定した。   The PLGA nanocomposite preparations prepared in Example 2 and Comparative Examples 1 and 2 were administered via pulmonary to beagle dogs having similar pharmacokinetics to humans, and changes in blood glucose concentration were measured every predetermined time.

なお、ビーグル犬の個体当たりの吸気量が少ないことや、呼吸タイミングの制御ができないことから、製剤粉末の経肺投与は困難であると判断し、ナノコンポジット製剤を少量の生理食塩水に分散させ、超音波ネブライザーによりミスト化したものを気管挿入カテーテルを介してビーグル犬の自発呼吸により肺内へ送達する方法を用いた。ナノコンポジット製剤がドライパウダーとして経肺投与されると、肺内の微量水分を吸収してナノスフェアに再分散されるものと考えられるが、上記の送達方法によれば、予めナノスフェアに再分散させたことになるので、実際に近い評価結果が得られるものと判断した。   In addition, because the inspiratory volume per individual beagle dog is small and the respiratory timing cannot be controlled, it is judged that pulmonary administration of the preparation powder is difficult, and the nanocomposite preparation is dispersed in a small amount of physiological saline. Then, a method of delivering a mist by an ultrasonic nebulizer into the lungs by spontaneous breathing of a beagle dog through a tracheal insertion catheter was used. When the nanocomposite preparation is transpulmonary administered as a dry powder, it is thought that it absorbs a minute amount of water in the lung and is redispersed into the nanosphere. However, according to the above delivery method, it was redispersed in the nanosphere in advance. Therefore, it was judged that an evaluation result close to the actual one could be obtained.

また、インスリンは分散溶媒のpHにより溶解性や重合度が変化し、投与後の吸収性にも影響を及ぼすと考えられるため、それらの変動を最小限に抑制する目的からpH=6.0の生理食塩水に各製剤を用時に分散させたところ、pHの変動はほとんど見られないことを確認した。そして、インスリン濃度が一定(0.054mg/mL)になるように、実施例2及び比較例1の製剤濃度を夫々1.83mg/mL、3.01mg/mLにした。   Insulin has a solubility and a degree of polymerization that change depending on the pH of the dispersion solvent, and it may affect the absorbability after administration. Therefore, for the purpose of minimizing such fluctuations, insulin has a pH of 6.0. When each preparation was dispersed in physiological saline at the time of use, it was confirmed that there was almost no change in pH. The preparation concentrations of Example 2 and Comparative Example 1 were 1.83 mg / mL and 3.01 mg / mL, respectively, so that the insulin concentration was constant (0.054 mg / mL).

[ナノコンポジット製剤の投与法]
吸入システムの概略図を図5に示す。各製剤の分散液を超音波ネブライザー20(NE−U17、オムロンヘルスケア製)に仕込み、1.0mL/分の一定流量でミストを発生させた。このミストを、排気ポンプ21により12.0L/分の気流を流通させたメイン配管22(帯電防止処理した内径15mmのテフロン(商標)製ホース)内へ混合させた。メイン配管22中のミストの一部はビーグル犬の自発呼吸によりバイパス配管23(帯電防止処理した内径19mmのポリエチレン製ホース)内へ流れ込み、さらにビーグル犬の気管支に挿入したカテーテル24(内径8mmの塩化ビニール製低圧カフ付気管内チューブ)を介して肺内まで送達された。
[Method of administration of nanocomposite preparation]
A schematic diagram of the inhalation system is shown in FIG. The dispersion of each preparation was charged into an ultrasonic nebulizer 20 (NE-U17, manufactured by OMRON Healthcare), and mist was generated at a constant flow rate of 1.0 mL / min. This mist was mixed into the main pipe 22 (Teflon (trademark) hose having an inner diameter of 15 mm subjected to antistatic treatment) through which an air flow of 12.0 L / min was circulated by the exhaust pump 21. Part of the mist in the main pipe 22 flows into the bypass pipe 23 (antistatic treated polyethylene hose with an inner diameter of 19 mm) by spontaneous breathing of the beagle dog, and further, the catheter 24 inserted into the bronchus of the beagle dog (with an inner diameter of 8 mm chloride). It was delivered into the lung via a vinyl low-pressure cuffed endotracheal tube.

また、ビーグル犬の自発呼吸により圧力変動の少ない安定した吸入を遂行するために、分岐後のメイン配管22に逆止弁25を設け、補助エアーを取り込ませて吸入システムの排気量を一定に維持した。一方、ビーグル犬により吸入されなかった余剰ミストは、メイン配管22に設置した回収トラップ26及び回収フィルター27(ガラス繊維フィルターGB−100R、アドバンテック東洋製)で捕集した。   In addition, in order to perform stable inhalation with little pressure fluctuation due to spontaneous breathing of the beagle dog, a check valve 25 is provided in the main pipe 22 after branching, and auxiliary air is taken in to maintain a constant exhaust amount of the inhalation system. did. On the other hand, surplus mist that was not inhaled by the beagle dog was collected by a recovery trap 26 and a recovery filter 27 (glass fiber filter GB-100R, manufactured by Advantech Toyo) installed in the main pipe 22.

インスリンの投与量は、ヒトの臨床治験データ(0.15units/kg)に基づき、ビーグル犬の平均体重を10kgとして1.5unitsに設定した。上記吸入システムを用いた投与では調剤量の20%がビーグル犬の肺内に送達されると推定して、実施例2の製剤18.3mg、比較例1の製剤30.1mgに生理食塩水を加えて全量を10mLとしたものを分散液とした。なお、比較例2については比較例1と同様に、30.1mgの製剤に生理食塩水を加えて全量を10mLとした。   Based on human clinical trial data (0.15 units / kg), the dose of insulin was set to 1.5 units with the average body weight of beagle dogs set to 10 kg. With administration using the above inhalation system, it is estimated that 20% of the dosage is delivered into the lungs of beagle dogs, and saline is added to 18.3 mg of the preparation of Example 2 and 30.1 mg of the preparation of Comparative Example 1. In addition, a dispersion having a total amount of 10 mL was used. In Comparative Example 2, as in Comparative Example 1, 30.1 mg of the preparation was added with physiological saline to make a total volume of 10 mL.

また、投与経路による差を評価するための比較対照例として、インスリン5.4mgに生理食塩水を加えて全量を100mLとしたインスリン懸濁液(pH=6.0、インスリン濃度0.054mg/mL)を皮下注射製剤としてビーグル犬の背部皮下に1mL(インスリン投与量として0.054mg=1.5units)注射した。ビーグル犬は3匹(雌、12〜16ヶ月齢、体重7.25kg、11.10kg、10.10kg)使用し、インスリン皮下注射、比較例2、比較例1、実施例2の順に薬剤投与した。なお、各製剤の投与終了後、2週間の休薬期間を設けた。   Further, as a comparative control example for evaluating the difference depending on the administration route, an insulin suspension (pH = 6.0, insulin concentration 0.054 mg / mL) by adding physiological saline to 5.4 mg of insulin to make a total volume of 100 mL. ) Was injected subcutaneously in the back of a beagle dog as a subcutaneous injection preparation (0.054 mg = 1.5 units as insulin dose). Three beagle dogs (female, 12-16 months old, body weight 7.25 kg, 11.10 kg, 10.10 kg) were used, and the drugs were administered in the order of subcutaneous insulin injection, Comparative Example 2, Comparative Example 1, and Example 2. . After the administration of each preparation, a 2-week drug holiday was provided.

[血中グルコースレベルの測定]
インスリン製剤の投与及び採血パターンを図6に示す。インスリン製剤の投与25分前にビーグル犬の橈側皮静脈から1.0mL採血し、測定された血中グルコース濃度を標準血中グルコース濃度(=100)とした。その後、ペントバルビタールナトリウム(ネンブタール、大日本製薬製)を静脈から投与して麻酔し、ビーグル犬(投与前16〜18時間から投与後24時間絶食)を側臥してカテーテルを気管内に挿管して吸入システムと接続した。10分間ミストを吸入させた後、一定時間毎(投与終了後0.17、0.5、2、4、8、12、24時間)に採血し、遠心分離して得た血清を自動血液分析装置(TBA−200FR、東芝製)により、酵素法(HK−G6PDH法)を用いて標準血中グルコース濃度に対する血中グルコース濃度の割合(血中グルコースレベル)を測定した。また、皮下投与についても吸入投与と同条件にて採血し、血中グルコースレベルを測定した。測定結果を図7に示す。
[Measurement of blood glucose level]
FIG. 6 shows the administration of the insulin preparation and the blood collection pattern. Twenty-five minutes before administration of the insulin preparation, 1.0 mL of blood was collected from the cephalic vein of the beagle dog, and the measured blood glucose concentration was defined as the standard blood glucose concentration (= 100). Thereafter, pentobarbital sodium (Nembutal, manufactured by Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.) is intravenously administered and anesthetized, and the beagle dog (16-18 hours before administration and fasted for 24 hours after administration) is lateralized and the catheter is intubated into the trachea. Connected with inhalation system. After inhaling mist for 10 minutes, blood is collected at regular intervals (0.17, 0.5, 2, 4, 8, 12, 24 hours after the end of administration), and the serum obtained by centrifugation is automatically analyzed by blood. The ratio (blood glucose level) of the blood glucose concentration to the standard blood glucose concentration was measured by an enzyme method (HK-G6PDH method) using an apparatus (TBA-200FR, manufactured by Toshiba). For subcutaneous administration, blood was collected under the same conditions as inhalation administration, and blood glucose level was measured. The measurement results are shown in FIG.

図7から明らかなように、インスリン皮下注射による投与では、インスリンが皮下から速やかに吸収されるため、投与後10分から血中グルコースレベルの低下が認められ、投与後4時間で初期値の75%まで低下して作用のピークを迎え、その後投与から8時間経過した時点で作用が消失した。   As is clear from FIG. 7, in the case of administration by subcutaneous injection of insulin, insulin is rapidly absorbed from the subcutaneous, and thus a decrease in blood glucose level is observed from 10 minutes after administration, and 75% of the initial value at 4 hours after administration. The effect disappeared when 8 hours passed after administration.

一方、比較例1及び実施例2のインスリン製剤の吸入による投与では、皮下注射と同様に投与後10分から血中グルコースレベルが低下した。比較例1の製剤では、投与直後の血中グルコースレベルの低下が皮下注射よりも速く、実施例2の製剤では、即効性は皮下注射とほぼ同等であり、共に皮下注射と同等以上の即効性が認められた。さらに、比較例1及び実施例2のインスリン製剤は12時間に亘って効果が持続し、共に皮下注射に比べて顕著な持続性が認められた。   On the other hand, in the administration by inhalation of the insulin preparations of Comparative Example 1 and Example 2, the blood glucose level decreased from 10 minutes after administration, as in the case of subcutaneous injection. In the preparation of Comparative Example 1, the blood glucose level immediately after administration decreased faster than subcutaneous injection, and in the preparation of Example 2, the immediate effect was almost the same as that of the subcutaneous injection, both of which were equal to or higher than that of the subcutaneous injection. Was recognized. Furthermore, the effects of the insulin preparations of Comparative Example 1 and Example 2 lasted for 12 hours, and both were significantly more persistent than subcutaneous injection.

特に、投与後30分から10時間までの血中グルコースレベルは、皮下注射に比べて変動が少なく安定に推移している。この結果より、インスリンをPLGAナノスフェア内に封入することにより、肺胞部でのインスリンの徐放化が可能となり、製剤処方の最適化を進めていくことでインスリンの徐放性や基礎インスリンレベルの確立に貢献しうることが示唆された。なお、インスリンを含まない比較例2の製剤の吸入による投与では、血中グルコースレベルの経時的変化はほとんど認められなかった。このことから、PLGAナノコンポジット粒子自体の吸入行為、並びに基剤としてのPLGAナノスフェアが血中グルコース濃度の変動に影響を及ぼさないことが確認された。   In particular, the blood glucose level from 30 minutes to 10 hours after administration is stable with little fluctuation compared to subcutaneous injection. From these results, it is possible to control the release of insulin in the alveolar region by encapsulating insulin in PLGA nanospheres, and to promote the sustained release of insulin and the level of basal insulin levels by optimizing the formulation. It was suggested that it could contribute to establishment. In addition, in administration by inhalation of the preparation of Comparative Example 2 containing no insulin, almost no change in blood glucose level with time was observed. From this, it was confirmed that the inhalation action of PLGA nanocomposite particles themselves and the PLGA nanosphere as a base do not affect the fluctuation of blood glucose concentration.

[ナノコンポジット製剤のミスト径分布測定]
ビーグル犬が吸入しているミスト径を評価するため、ビーグル犬の吸入試験と同条件下で、吸入システム(図5参照)のカテーテル24の先端にカスケードインパクター(ITP02−105、In Tox Products製)を接続して、上述した各製剤の分散液のミストを発生させ、7段階に分級捕集(吸入流量500mL/分、捕集時間5分)した。ミストの捕集にはガラス繊維フィルター(GB−100R、アドバンテック東洋製)を用い、捕集前後の乾燥させたフィルターの重量差から各段階の製剤捕集重量を求め、空気力学的径を評価した。測定結果を表2及び図8に示す。
[Measurement of mist diameter distribution of nanocomposite preparations]
In order to evaluate the mist diameter inhaled by the beagle dog, a cascade impactor (ITP02-105, manufactured by In Tox Products) is attached to the tip of the catheter 24 of the inhalation system (see FIG. 5) under the same conditions as the inhalation test of the beagle dog. ) Was generated, and a mist of the dispersion liquid of each preparation described above was generated and classified and collected in seven stages (inhalation flow rate 500 mL / min, collection time 5 minutes). A glass fiber filter (GB-100R, manufactured by Advantech Toyo) was used to collect the mist, and the weight of the collected product at each stage was determined from the weight difference of the dried filter before and after the collection, and the aerodynamic diameter was evaluated. . The measurement results are shown in Table 2 and FIG.

Figure 0004878463
Figure 0004878463

表2及び図8から明らかなように、気管支に相当する第2ステージ(空気力学的径で4.0μm)以降に回収された各製剤のミスト頻度は74.7〜87.6%と高い値を示した。また、各製剤の空気力学的平均径は1.50〜2.51μmと微小であり、気管支への送達率については各製剤間で大差はなかった。一方、肺胞に対応する第5ステージ(空気力学的径で1.05μm)以降への到達率は21.8〜46.3%であり、肺胞への送達率は比較例1及び2の製剤でほぼ同等であり、実施例2の製剤はそれらの約半分程度の値であった。   As apparent from Table 2 and FIG. 8, the mist frequency of each preparation recovered after the second stage corresponding to the bronchus (aerodynamic diameter of 4.0 μm) is as high as 74.7 to 87.6%. showed that. Moreover, the average aerodynamic diameter of each preparation was as small as 1.50 to 2.51 μm, and the delivery rate to the bronchus was not significantly different between the preparations. On the other hand, the arrival rate after the fifth stage (1.05 μm in aerodynamic diameter) corresponding to the alveoli is 21.8 to 46.3%, and the delivery rate to the alveoli is that of Comparative Examples 1 and 2. The formulation was almost equivalent, and the formulation of Example 2 was about half the value.

この原因としては、実施例2のナノコンポジット製剤においては分散液中の設定製剤濃度が1.83mg/mLであるのに対し、比較例1及び比較例2のナノコンポジット製剤においては3.01mg/mLであり、設定製剤濃度が1.64倍高くなっているため、その分だけ分散液中のPLGAナノスフェアの含有量が多くなり、気液界面の張力を低下させていると推定され、これが気液界面でのより微細なミストの生成に寄与し、肺胞への到達率を高めているものと考えられる。   This is because, in the nanocomposite preparation of Example 2, the set preparation concentration in the dispersion is 1.83 mg / mL, whereas in the nanocomposite preparations of Comparative Examples 1 and 2, 3.01 mg / mL. Since the formulation concentration is 1.64 times higher, the PLGA nanosphere content in the dispersion is increased by that amount, and it is estimated that the tension at the gas-liquid interface is reduced. It is thought that it contributes to the generation of finer mist at the liquid interface and increases the rate of arrival in the alveoli.

また、上記の結果を踏まえて実施例5における血中グルコースレベルの低下作用を考察すると、比較例1のナノコンポジット製剤は、血中へインスリンが移行し易い肺胞部へより多く送達されており、そこでPLGAナノスフェア内部の比較的表面付近に封入されていたインスリンが即効的に溶出し、血中へ速やかに吸収されたものと推定された。他方、実施例2のナノコンポジット製剤は、肺胞以降へ送達されるミストの割合は比較例1に比べ半数程度であるものの、PLGAナノスフェアの外層に含浸されていたインスリンがPLGAナノスフェア表面に吸着され、この吸着インスリンがナノスフェアに同伴されて肺胞部に送達されて即効性に寄与しているものと推定された。   Further, considering the blood glucose level lowering effect in Example 5 based on the above results, the nanocomposite preparation of Comparative Example 1 is more delivered to the alveolar part where insulin is easily transferred into the blood. Therefore, it was estimated that the insulin encapsulated near the surface of the PLGA nanosphere was eluted immediately and absorbed rapidly into the blood. On the other hand, in the nanocomposite preparation of Example 2, the ratio of the mist delivered to the alveoli and later is about half of that in Comparative Example 1, but the insulin impregnated in the outer layer of PLGA nanosphere is adsorbed on the surface of PLGA nanosphere. It was estimated that this adsorbed insulin was accompanied by nanospheres and delivered to the alveoli, contributing to immediate effect.

なお、インスリンのPLGAナノスフェア表面への吸着は、インスリン未封入のPLGAナノスフェアの生理食塩水懸濁液にインスリンを添加して分散させ、超音波処理した後、遠心分離によりPLGAナノスフェアを単離し、これを生理食塩水で再分散後、凍結乾燥して得られたナノスフェア粉末を実施例3と同様の方法で処理し、HPLCで分析したところ、インスリンが検出されたことから確認された。   Insulin is adsorbed on the surface of PLGA nanospheres. Insulin is added to and dispersed in a physiological saline suspension of PLGA nanospheres not encapsulated with insulin, and after ultrasonic treatment, PLGA nanospheres are isolated by centrifugation. The nanosphere powder obtained by re-dispersing in saline and then freeze-dried was treated by the same method as in Example 3 and analyzed by HPLC, which was confirmed by the detection of insulin.

[ビーグル犬によるナノコンポジット製剤の吸入量の測定]
ビーグル犬のナノコンポジット製剤の吸入量を評価するため、吸入システム(図5参照)のカテーテル24に実験動物用人工呼吸器(SN−480−3、シナノ製作所製)をガラス繊維フィルター(GB−100R、アドバンテック東洋製)を介して接続し、吸入システムをビーグル犬の吸入試験と同条件下で運転した。人工呼吸器の運転条件をビーグル犬の麻酔下呼吸回数(12回/分)及び呼吸量(208mL/回)に設定し、ミストを発生させた。10分間の模擬吸入運転を実施し、ガラス繊維フィルターによる製剤捕集重量からビーグル犬の推定吸入量を算出したところ、実施例2及び比較例1のナノコンポジット製剤の吸入量は、それぞれ0.064mg/分及び0.116mg/分であった。
[Measurement of inhalation volume of nanocomposite preparations by beagle dogs]
In order to evaluate the inhalation amount of the nanocomposite formulation of the beagle dog, a laboratory animal respirator (SN-480-3, manufactured by Shinano Seisakusho) was placed on the catheter 24 of the inhalation system (see FIG. 5) and a glass fiber filter (GB-100R). The inhalation system was operated under the same conditions as the beagle inhalation test. The operating conditions of the ventilator were set to the number of breaths under anesthesia (12 times / minute) and the amount of breathing (208 mL / time) of a beagle dog, and mist was generated. The simulated inhalation operation for 10 minutes was performed, and the estimated inhalation amount of the beagle dog was calculated from the collected weight of the preparation by the glass fiber filter. The inhalation amount of the nanocomposite preparations of Example 2 and Comparative Example 1 was 0.064 mg, respectively. / Min and 0.116 mg / min.

[インスリン封入PLGAナノコンポジット製剤の薬理効果]
血中グルコース濃度低下作用を示す総面積AAC(時間濃度曲線下面積;ここでは図7の折れ線グラフよりも上側で且つ血中グルコースレベル100より下側部分の面積)を算出し、これをビーグル犬が摂取したインスリン量で除した値(%×時間/units)を指標として、実施例2、比較例1のインスリン製剤の吸入投与、及び比較対照例である皮下投与における薬理効果を評価した。なお、各製剤の相対的薬理効果を評価するため、インスリンの皮下投与値を基準(=100)として比較した。結果を表3に示す。
[Pharmacological effects of insulin-encapsulated PLGA nanocomposite preparation]
The total area AAC (area under the time concentration curve; here, the area above the line graph in FIG. 7 and below the blood glucose level 100) showing the blood glucose concentration lowering action is calculated, and this is the beagle dog Using the value (% × time / units) divided by the amount of insulin ingested as an index, the pharmacological effects of inhalation administration of the insulin preparation of Example 2 and Comparative Example 1 and subcutaneous administration as a comparative control example were evaluated. In addition, in order to evaluate the relative pharmacological effect of each preparation, the subcutaneous administration value of insulin was used as a reference (= 100). The results are shown in Table 3.

Figure 0004878463
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実施例7の結果より、実施例2及び比較例1のインスリン製剤の吸入速度は各々0.064mg/分及び0.116mg/分であるため、ビーグル犬が10分間の吸入試験で摂取した有効インスリン量は、それぞれ0.26units及び0.29unitsであった。図7から求めたAAC値をこれらのユニット値で除し、さらにインスリン皮下注射の結果を100として示した相対的薬理効果は、実施例2で347、比較例1で383となり、いずれも皮下注射の結果を大きく上回った。この原因としては、前述したようにPLGAナノスフェアが肺胞まで送達され、その滞留時間が延長されることにより、皮下投与法に比べて薬物の徐放効果や酵素分解の抑制効果が顕著に現れるためと考えられる。   From the results of Example 7, since the inhalation rates of the insulin preparations of Example 2 and Comparative Example 1 are 0.064 mg / min and 0.116 mg / min, respectively, effective insulin that the beagle dog ingested in the 10-minute inhalation test The amounts were 0.26 units and 0.29 units, respectively. The relative pharmacological effects obtained by dividing the AAC value obtained from FIG. 7 by these unit values and further indicating the result of subcutaneous injection of insulin as 100 were 347 in Example 2 and 383 in Comparative Example 1, both of which were subcutaneously injected. Greatly exceeded the results. This is because, as described above, PLGA nanospheres are delivered to the alveoli and their residence time is extended, so that the sustained release effect of the drug and the inhibitory effect on enzymatic degradation appear significantly compared to the subcutaneous administration method. it is conceivable that.

また、実施例2のインスリン製剤は、比較例1に比べてPLGAナノスフェア含有量が少ないにも係わらず比較例1とほぼ同等の薬理効果を示した。これは、実施例6のミスト径分布の評価結果から、実施例2のインスリン製剤では比較例1に比べてPLGAナノスフェア粒子が肺胞に到達する頻度は小さいものの、気管支に相当する第2ステージ以降の到達頻度は同等であるため、PLGAナノスフェアの外層中に含浸されたインスリンが分散液中でやや大きなミストとなって飛翔し、気管支や細気管支に沈着するものと考えられる。   In addition, the insulin preparation of Example 2 showed almost the same pharmacological effect as Comparative Example 1 although the PLGA nanosphere content was lower than that of Comparative Example 1. From the evaluation result of the mist diameter distribution of Example 6, this is the second stage or later corresponding to the bronchi although the frequency of the PLGA nanosphere particles reaching the alveoli is lower in the insulin preparation of Example 2 than in Comparative Example 1. Therefore, it is considered that the insulin impregnated in the outer layer of the PLGA nanospheres flies as a slightly large mist in the dispersion and deposits in the bronchi and bronchioles.

これらの部位は、肺胞に比べて吸収速度は遅いと考えられるが、インスリンの到達作用部位が比較例1に比べて拡大されるため、広範囲の組織部位から血中に移行することにより薬理効果が向上したものと推定される。さらに、実施例2のインスリン製剤ではPLGAナノスフェアの外層中にインスリンを高い含量で配合できるので、高い薬理効果を備えるとともに比較例1に比べ剤形の小型化が可能となり、臨床試験への応用において実用的な経肺投与量を実現する有用な粒子設計法となる。   Although these sites are thought to have a slower absorption rate than the alveoli, the reaching action site of insulin is enlarged as compared with Comparative Example 1, and thus the pharmacological effect is obtained by transferring from a wide range of tissue sites into the blood. Is estimated to have improved. Furthermore, since the insulin preparation of Example 2 can be formulated with a high content of insulin in the outer layer of the PLGA nanosphere, it has a high pharmacological effect and can be made smaller in dosage form than Comparative Example 1, and can be applied to clinical trials. This is a useful particle design method for realizing a practical transpulmonary dose.

[カルシトニン封入PLGAナノスフェアの調製法]
カルシトニン(Biosciences社製)250mgをメタノール50mLに溶解させた。生体適合性高分子である乳酸・グリコール酸共重合体(PLGA:和光純薬製PLGA7520)5gをアセトン100mLに溶解した後、前記カルシトニンのメタノール溶液を添加、混合した。この混合液を、貧溶媒として調製した2重量%のポリビニルアルコール(PVA:クラレ社製)水溶液500mL中に40℃、400rpmで攪拌下、一定速度(4mL/分)で滴下し、良溶媒の貧溶媒中への拡散によってカルシトニン封入PLGAナノスフェアの懸濁液を得た。
[Preparation of calcitonin-encapsulated PLGA nanospheres]
250 mg of calcitonin (manufactured by Biosciences) was dissolved in 50 mL of methanol. After dissolving 5 g of lactic acid / glycolic acid copolymer (PLGA: PLGA7520 manufactured by Wako Pure Chemical Industries), which is a biocompatible polymer, in 100 mL of acetone, the methanol solution of calcitonin was added and mixed. This mixed solution was dropped at a constant rate (4 mL / min) with stirring at 40 ° C. and 400 rpm in 500 mL of a 2 wt% polyvinyl alcohol (PVA: manufactured by Kuraray Co., Ltd.) aqueous solution prepared as a poor solvent. A suspension of calcitonin-encapsulated PLGA nanospheres was obtained by diffusion into the solvent.

続いて、減圧下40℃、100rpmで攪拌を続け、2時間有機溶媒を留去した後、遠心分離操作(20,000rpm、−20℃、20分)によりカルシトニン封入PLGAナノスフェア表面の余剰PVAを除去し、上澄みを除去後、沈殿を回収した。沈殿を精製水に再懸濁して再度遠心分離操作を行い過剰のポリビニルアルコールを除去した。上澄みを除去し、得られた沈殿を精製水150mLに再懸濁した後、−45℃で一日間凍結乾燥し粉末化して、水への再分散性の良好なカルシトニン封入PLGAナノスフェア粉末を得た。   Subsequently, stirring was continued at 40 ° C. and 100 rpm under reduced pressure, and after removing the organic solvent for 2 hours, excess PVA on the calcitonin-encapsulated PLGA nanosphere surface was removed by centrifugation (20,000 rpm, −20 ° C., 20 minutes). After removing the supernatant, the precipitate was recovered. The precipitate was resuspended in purified water and centrifuged again to remove excess polyvinyl alcohol. The supernatant was removed, and the resulting precipitate was resuspended in 150 mL of purified water, and then freeze-dried at -45 ° C. for 1 day to obtain a calcitonin-encapsulated PLGA nanosphere powder with good redispersibility in water. .

[カルシトニン封入PLGAナノコンポジット製剤の調製法]
精製水150mLにトレハロース(林原製)1.4gを溶解させ、さらにカルシトニン(Biosciences社製)1.4mgを溶解させた。このカルシトニン溶解液を、実施例9で得られたナノスフェア粉末700mgを精製水100mLに再懸濁させた懸濁液中に添加し、均一に混合した後、−45℃で一晩凍結乾燥して、ナノ粒子の内部及び外層にカルシトニンが封入された本発明のPLGAナノコンポジット製剤を得た。
[Preparation of calcitonin-encapsulated PLGA nanocomposite preparation]
In 150 mL of purified water, 1.4 g of trehalose (manufactured by Hayashibara) was dissolved, and 1.4 mg of calcitonin (manufactured by Biosciences) was further dissolved. This calcitonin solution was added to a suspension obtained by resuspending 700 mg of the nanosphere powder obtained in Example 9 in 100 mL of purified water, mixed uniformly, and then freeze-dried at −45 ° C. overnight. Thus, a PLGA nanocomposite preparation of the present invention in which calcitonin was encapsulated in the inner and outer layers of the nanoparticles was obtained.

精製水150mLにトレハロース(林原製)1.4gを溶解させ、さらにカルシトニン(Biosciences社製)2.8mgを溶解させたカルシトニン溶解液を用い、実施例10と同様の方法によりナノ粒子の内部及び外層にカルシトニンが封入された本発明のPLGAナノコンポジット製剤を得た。   Using a calcitonin solution in which 1.4 g of trehalose (manufactured by Hayashibara) was dissolved in 150 mL of purified water and 2.8 mg of calcitonin (manufactured by Biosciences) was dissolved, the inner and outer layers of the nanoparticles were obtained in the same manner as in Example 10. A PLGA nanocomposite preparation of the present invention in which calcitonin was encapsulated was obtained.

精製水150mLにトレハロース(林原製)1.4gを溶解させ、さらにカルシトニン(Biosciences社製)4.2mgを溶解させたカルシトニン溶解液を用い、実施例10と同様の方法によりナノ粒子の内部及び外層にカルシトニンが封入された本発明のPLGAナノコンポジット製剤を得た。   Using a calcitonin solution in which 1.4 g of trehalose (manufactured by Hayashibara) was dissolved in 150 mL of purified water and 4.2 mg of calcitonin (manufactured by Biosciences) was dissolved, the inner and outer layers of the nanoparticles were obtained in the same manner as in Example 10. A PLGA nanocomposite preparation of the present invention in which calcitonin was encapsulated was obtained.

比較例3Comparative Example 3

実施例10のカルシトニン溶解液に代えて、精製水150mLにトレハロース(林原製)1.4gを溶解したトレハロース水溶液を用い、実施例10と同様の方法によりナノ粒子の内部にのみカルシトニンが封入されたPLGAナノコンポジット製剤を得た。   In place of the calcitonin solution of Example 10, a trehalose aqueous solution in which 1.4 g of trehalose (manufactured by Hayashibara) was dissolved in 150 mL of purified water was used, and calcitonin was enclosed only inside the nanoparticles by the same method as in Example 10. A PLGA nanocomposite formulation was obtained.

[カルシトニン封入PLGAナノコンポジット製剤の再分散時における粒度分布及びカルシトニン含有率の評価]
実施例10〜12、及び比較例3で得られたナノコンポジット製剤を水中に再分散し、実施例4と同様に動的光散乱法により平均粒子径を測定したところ、いずれの製剤も215nm〜230nmの範囲であり、粒子径分布についても各製剤で大きな差は認められなかった。また、HPLCを用いて実施例3と同様の手順で各製剤のカルシトニン含有率を定量した。各製剤におけるPLGAナノスフェア、外層(トレハロース)及び内部及び外層に含有されるカルシトニンの重量割合、並びに各製剤中のカルシトニン量(units/mg)を表4に示す。
[Evaluation of particle size distribution and calcitonin content during re-dispersion of calcitonin-encapsulated PLGA nanocomposite]
When the nanocomposite formulations obtained in Examples 10 to 12 and Comparative Example 3 were redispersed in water and the average particle size was measured by the dynamic light scattering method in the same manner as in Example 4, all the formulations were from 215 nm to The range was 230 nm, and the particle size distribution was not significantly different among the preparations. Moreover, the calcitonin content rate of each formulation was quantified in the same procedure as Example 3 using HPLC. Table 4 shows PLGA nanospheres in each preparation, the outer layer (trehalose), the weight ratio of calcitonin contained in the inner and outer layers, and the amount of calcitonin (units / mg) in each preparation.

Figure 0004878463
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表4から明らかなように、各製剤におけるカルトニンの重量割合は、実施例10〜12及び比較例3の順に、各々0.20重量%、0.26重量%、0.33重量%、0.13重量%であった。トレハロース水溶液にカルシトニンを溶解させた液を用いて複合化した実施例10〜12の製剤では、外層のトレハロースにもカルシトニンが封入されていた。一方、トレハロース水溶液を用いて複合化した比較例3の製剤では、PLGAナノスフェア内部にのみカルシトニンが封入されていた。なお、実施例10〜12においてはナノスフェアの内部と外層に2:1、1:1、及び2:3の割合でカルシトニンが封入されるようにカルシトニンの仕込み量を設定しており、実際の封入割合もほぼ理論値と一致していた。   As is apparent from Table 4, the weight ratio of cartonin in each preparation was 0.20% by weight, 0.26% by weight, 0.33% by weight, and 0.002% in the order of Examples 10-12 and Comparative Example 3, respectively. It was 13% by weight. In the preparations of Examples 10 to 12, which were combined using a solution obtained by dissolving calcitonin in an aqueous trehalose solution, calcitonin was also encapsulated in the outer layer of trehalose. On the other hand, in the preparation of Comparative Example 3 complexed with an aqueous trehalose solution, calcitonin was encapsulated only inside the PLGA nanosphere. In Examples 10 to 12, the amount of calcitonin charged was set so that calcitonin was encapsulated at a ratio of 2: 1, 1: 1, and 2: 3 in the inner and outer layers of the nanosphere. The ratio was almost consistent with the theoretical value.

また、いずれのナノコンポジット製剤においてもPLGAナノスフェアとトレハロースの重量比はほぼ1:2となっていた。こうして調製された実施例10〜12及び比較例3のナノコンポジット製剤におけるカルシトニン濃度は、各々14.0、18.62、23.26、及び9.32(units/mg)であった。従って、同一ユニットのカルシトニンを投与する条件下では、外層にもカルシトニンを封入した実施例10〜12の製剤は、比較例3に比べて実施例10〜12の順に剤形が小型化できることになる。   In any nanocomposite preparation, the weight ratio of PLGA nanospheres to trehalose was approximately 1: 2. The calcitonin concentrations in the nanocomposite preparations of Examples 10 to 12 and Comparative Example 3 thus prepared were 14.0, 18.62, 23.26, and 9.32 (units / mg), respectively. Therefore, under the conditions in which the same unit of calcitonin is administered, the dosage forms of Examples 10-12 in which calcitonin is also encapsulated in the outer layer can be reduced in size in the order of Examples 10-12 as compared with Comparative Example 3. .

[カルシトニン封入PLGAナノコンポジット製剤の薬理効果]
実施例10〜12及び比較例3で調製したカルシトニン封入PLGAナノコンポジット製剤の薬理効果をラットにより評価した。評価手順を以下に示す。
1)投与3時間前にラットの気管および頸静脈を露出させた。
2)投与0.5時間前に採血し、この血中カルシウム濃度を基準(=100)とした。
3)気管支に7号カニューレを挿入し、その先に、実施例10〜12及び比較例3で調製したナノコンポジット製剤を、カルシトニンの投与量がラットの体重(kg)あたり100unitsになるように充填したチューブを取り付けた。このチューブに三方活栓を取り付け、さらにシリンジを取り付けた。シリンジ内に空気を入れ、これを圧縮した後、三方活栓を解放することによって、ナノコンポジット粒子をラットの肺内に投与した。
4)投与後、0.5、1、2、4、8、12、24時間ごとに採血した。各血液は遠心分離し、得られた血清中のカルシウム濃度を、自動血液分析装置を用いて測定した。標準血中カルシウム濃度に対する各時間の血中カルシウム濃度の割合(血中カルシウムレベル)を算出した。
結果を図9に示す。
[Pharmacological effects of calcitonin-encapsulated PLGA nanocomposite preparation]
The pharmacological effects of the calcitonin-encapsulated PLGA nanocomposite preparations prepared in Examples 10 to 12 and Comparative Example 3 were evaluated by rats. The evaluation procedure is shown below.
1) Rat trachea and jugular vein were exposed 3 hours before administration.
2) Blood was collected 0.5 hours before administration, and this blood calcium concentration was used as a reference (= 100).
3) A No. 7 cannula was inserted into the bronchus, and the nanocomposite preparations prepared in Examples 10 to 12 and Comparative Example 3 were filled in the bronchi so that the dose of calcitonin was 100 units per kg body weight of the rat. The attached tube was attached. A three-way stopcock was attached to this tube, and a syringe was further attached. The nanocomposite particles were administered into the rat lungs by injecting air into a syringe, compressing it, and then releasing the three-way stopcock.
4) After administration, blood was collected every 0.5, 1, 2, 4, 8, 12, and 24 hours. Each blood was centrifuged, and the calcium concentration in the obtained serum was measured using an automatic blood analyzer. The ratio of blood calcium concentration at each time (blood calcium level) to the standard blood calcium concentration was calculated.
The results are shown in FIG.

外層にカルシトニンを含有しない比較例3の製剤を投与した場合、血中カルシウムレベルは投与後4時間まで徐々に低下したのに対し、外層にカルシトニンを含浸させた実施例10〜12の製剤は、投与後0.5〜2時間のうちに即効的な作用が認められた。これは外層のカルシトニンが吸収効率の高い肺胞からより即効的に吸収されたためであると考察した。   When the preparation of Comparative Example 3 containing no calcitonin in the outer layer was administered, the blood calcium level gradually decreased until 4 hours after administration, whereas the preparations of Examples 10-12 in which the outer layer was impregnated with calcitonin were: An immediate effect was observed within 0.5 to 2 hours after administration. It was considered that this was because the outer layer calcitonin was absorbed more quickly from the alveoli with higher absorption efficiency.

また、持続性については、比較例3の製剤では投与後12時間に亘って血中カルシウムレベル低下作用が観察され、実施例10〜11の製剤も比較例3と同程度の持続性が確認されたのに対し、実施例12の製剤では投与後8時間で投与前と同程度の血中カルシウム濃度に戻った。これは、カルシトニンを内包したナノスフェア量が多いほど、カルシトニンが酵素分解を受けにくく、かつ吸収部位に十分長く留まったPLGAナノスフェアが加水分解により内包するカルシトニンを長時間に亘って徐々に放出し、血中に吸収されたためであると考察した。また、比較例3の製剤の薬理効果(AAC;時間濃度曲線下面積)を100としたとき、各製剤の相対的な薬理効果は、実施例10〜12の順に各々85、70、45となった。   As for persistence, the preparation of Comparative Example 3 was observed to have a blood calcium level lowering effect for 12 hours after administration, and the preparations of Examples 10 to 11 were confirmed to have the same degree of sustainability as Comparative Example 3. In contrast, the formulation of Example 12 returned to a blood calcium level comparable to that before administration 8 hours after administration. This is because as the amount of nanospheres encapsulating calcitonin increases, calcitonin is less susceptible to enzymatic degradation, and PLGA nanospheres that remain sufficiently long in the absorption site gradually release calcitonin encapsulated by hydrolysis over a long period of time. It was thought that it was because it was absorbed inside. Further, when the pharmacological effect (AAC; area under the time concentration curve) of the preparation of Comparative Example 3 is set to 100, the relative pharmacological effects of the preparations are 85, 70, and 45 in the order of Examples 10 to 12, respectively. It was.

以上の結果から、ナノスフェアに内包したカルシトニンと外層のカルシトニンの配合割合を1:0.5乃至1:1に粒子設計した実施例10及び11の製剤は、外層にカルシトニンを含浸していない比較例3の製剤と比較して、同程度の即効性と持続性を兼ね備えることが実証されたことより、剤形の小型化にも有利な粒子設計であることが示唆された。   From the above results, the preparations of Examples 10 and 11 in which the mixing ratio of calcitonin encapsulated in nanospheres and calcitonin in the outer layer was designed to be 1: 0.5 to 1: 1 were comparative examples in which the outer layer was not impregnated with calcitonin. Compared with the preparation of No. 3, it was proved that it had the same immediate effect and sustainability, suggesting that the particle design is advantageous for miniaturization of the dosage form.

ペプチドホルモン封入ナノ粒子同士を複合化して成るペプチドホルモン封入複合粒子を含む本発明の医薬製剤は、複合粒子の外層に封入されたペプチドホルモンにより即効性を高め、且つナノ粒子の内部に封入されたペプチドホルモンにより持続性を高めることができるため、即効性と持続性のバランスのとれた医薬製剤を提供できる。また、ナノ粒子の内部に加えて複合粒子の外層にもペプチドホルモンが封入されるため、製剤中のペプチドホルモン含量を高めて剤形の小型化が可能となる。特に、ペプチドホルモンとして、糖尿病の治療薬であるインスリンや、骨粗鬆症の治療薬であるカルシトニンを用いた経肺投与製剤に好適である。 Pharmaceutical formulations of the present invention comprising a peptide hormone encapsulated composite particles peptide hormone loaded nanoparticles to each other formed by complexing increases the immediate by peptide hormone encapsulated in the outer layer of the composite particles was and enclosed inside the nanoparticles Since the persistence can be increased by the peptide hormone, it is possible to provide a pharmaceutical preparation having a balance between immediate effect and sustainability. In addition, since peptide hormone is encapsulated in the outer layer of the composite particle in addition to the inside of the nanoparticle, the peptide hormone content in the preparation can be increased and the dosage form can be downsized. In particular, it is suitable for transpulmonary administration formulations using insulin, which is a therapeutic agent for diabetes, and calcitonin, which is a therapeutic agent for osteoporosis, as peptide hormones.

また、ナノ粒子を形成する材料として、生体への刺激・毒性が低く、投与後分解して代謝される生体適合性高分子を用いるので、人体への安全性を確保するとともに、ペプチドホルモンの効力を保持したまま長期間保存でき、さらに生体適合性高分子の分解によりペプチドホルモンの徐放が可能となる。特に、生体適合性高分子としてPGA、PLA、若しくはPLGAを用いた場合に好適である。   In addition, as a material that forms nanoparticles, biocompatible polymers that are low in irritation and toxicity to the living body and are decomposed and metabolized after administration are used, ensuring safety to the human body and the efficacy of peptide hormones. Can be stored for a long period of time, and the peptide hormone can be released gradually by degrading the biocompatible polymer. In particular, it is suitable when PGA, PLA, or PLGA is used as the biocompatible polymer.

また、結合剤を用いてペプチドホルモン含有ナノ粒子を複合化しておけば、簡便な方法でナノ粒子の外層にペプチドホルモンを封入可能となる。さらに、容器への充填時に取り扱いが容易で使用時には再分散可能な凝集粒子となる。特に、結合剤として糖アルコールを用いた場合、複合化されたナノ粒子の分散性、耐熱性が向上するとともに、一旦ナノ粒子内に封入されたペプチドホルモンの粒子表面への再漏出を防止できる。   Further, if peptide hormone-containing nanoparticles are complexed using a binder, peptide hormones can be encapsulated in the outer layer of the nanoparticles by a simple method. Furthermore, it becomes an agglomerated particle that is easy to handle at the time of filling into a container and is redispersible at the time of use. In particular, when sugar alcohol is used as the binder, the dispersibility and heat resistance of the composite nanoparticles can be improved, and re-leakage of the peptide hormone once encapsulated in the nanoparticles to the particle surface can be prevented.

また、球形晶析法を用いてナノ粒子を形成する本発明の医薬製剤の製造方法は、ペプチドホルモンの溶液と生体適合性高分子の有機溶媒溶液の混合液を加えるポリビニルアルコール水溶液の濃度を0.5重量%以下とすることで、高濃度のポリビニルアルコール水溶液を用いた場合のように、ナノ粒子を遠心分離などでの洗浄が不要となるため手間と時間が削減でき、製造面で有利となる。   In addition, the method for producing a pharmaceutical preparation of the present invention in which nanoparticles are formed using a spherical crystallization method, the concentration of an aqueous polyvinyl alcohol solution to which a mixed solution of a peptide hormone solution and an organic solvent solution of a biocompatible polymer is added is 0. .5% by weight or less eliminates the need for washing the nanoparticles by centrifugation, as in the case of using a high-concentration polyvinyl alcohol aqueous solution. Become.

一方、高濃度のポリビニルアルコール水溶液を用いてナノ粒子を形成した後、ナノ粒子を遠心分離などで洗浄して余剰のポリビニルアルコールを除去する工程を設けた場合、ナノ粒子中に封入されるペプチドホルモンの封入率を安定化することができる。このとき、ポリビニルアルコール水溶液の濃度を0.1重量%以上10重量%以下とすることで、貧溶媒の粘度を良溶媒の拡散に影響を与えない程度に抑えることができる。   On the other hand, when forming a nanoparticle using a high-concentration polyvinyl alcohol aqueous solution and then providing a step of removing the excess polyvinyl alcohol by washing the nanoparticle by centrifugation or the like, the peptide hormone encapsulated in the nanoparticle The encapsulation rate of can be stabilized. At this time, by setting the concentration of the polyvinyl alcohol aqueous solution to 0.1 wt% or more and 10 wt% or less, the viscosity of the poor solvent can be suppressed to an extent that does not affect the diffusion of the good solvent.

また、人体や環境への影響の少ないアセトン、エタノールなどを良溶媒として用いたので、人体へ直接投与する医薬製剤の原料として安全性の高いものとなる。また、複合化工程を凍結乾燥或いは噴霧乾燥式流動層造粒法により行うこととすれば、ナノ粒子の複合化を良好に且つ効率よく行うことができる。   In addition, since acetone, ethanol or the like having little influence on the human body and the environment is used as a good solvent, it is highly safe as a raw material for pharmaceutical preparations to be directly administered to the human body. If the compounding step is performed by freeze drying or spray drying fluidized bed granulation, the nanoparticles can be compounded satisfactorily and efficiently.

は、本発明の医薬製剤に用いられるペプチドホルモン含有ナノコンポジットの構造を示す模式図である。These are the schematic diagrams which show the structure of the peptide hormone containing nanocomposite used for the pharmaceutical formulation of this invention. は、噴霧乾燥式流動層造粒法によるナノ粒子の複合化工程の一例を示す模式図である。These are the schematic diagrams which show an example of the composite process of the nanoparticle by a spray-drying type fluidized-bed granulation method. は、コアシェル構造を有するペプチドホルモン含有ナノ粒子の構造を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of peptide hormone-containing nanoparticles having a core-shell structure. は、実施例4において、PLGAナノコンポジット製剤を水中へ再分散させた際のPLGAナノスフェア粒子の粒度分布を動的光散乱法により測定した結果を示すグラフである。These are the graphs which show the result of having measured the particle size distribution of the PLGA nanosphere particle | grains at the time of re-dispersing the PLGA nanocomposite formulation in water in Example 4 by the dynamic light scattering method. は、ナノコンポジット製剤の分散液をミスト化したものをビーグル犬の自発呼吸により肺内へ送達する吸入システムの概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an inhalation system that delivers a mist of a dispersion of a nanocomposite formulation into the lungs by spontaneous breathing in a beagle dog. は、実施例5におけるインスリン製剤の投与及び採血パターンを示す図である。These are the figures which show the administration of the insulin formulation in Example 5, and a blood collection pattern. は、実施例5における血中グルコースレベルの測定結果を示すグラフである。These are the graphs which show the measurement result of the blood glucose level in Example 5. は、実施例6において、ビーグル犬の吸入するミストの空気力学的径を測定した結果を示すグラフである。These are the graphs which show the result of having measured the aerodynamic diameter of the mist which the beagle dog inhales in Example 6. は、実施例14における血中カルシウムレベルの測定結果を示すグラフである。These are the graphs which show the measurement results of blood calcium level in Example 14.

符号の説明Explanation of symbols

1 ナノコンポジット
2 生体適合性ナノ粒子(ナノスフェア)
3 結合剤(外層)
4 ペプチドホルモン
5 粉体処理装置
6 流動層空間
8 スプレーノズル
8a スプレーゾーン
9a バッグフィルタ
9b バックフィルタ
10 コンポジット粒子
11 コンポジット粒子
12 疎水性ポリマーブロック
13 親水性ポリマーブロック
14 ブロック共重合体
15 シェル部
16 コア部
20 超音波ネブライザー
21 排気ポンプ
22 メイン配管
23 バイパス配管
24 カテーテル
25 逆止弁
26 回収トラップ
27 回収フィルター
1 Nanocomposite 2 Biocompatible nanoparticles (nanospheres)
3 Binder (outer layer)
4 Peptide Hormone 5 Powder Processing Device 6 Fluidized Bed Space 8 Spray Nozzle 8a Spray Zone 9a Bag Filter 9b Back Filter 10 Composite Particle 11 Composite Particle 12 Hydrophobic Polymer Block 13 Hydrophilic Polymer Block 14 Block Copolymer 15 Shell Portion 16 Core 20 Ultrasonic nebulizer 21 Exhaust pump 22 Main pipe 23 Bypass pipe 24 Catheter 25 Check valve 26 Collection trap 27 Collection filter

Claims (11)

ポリ乳酸、ポリグリコール酸、若しくは乳酸・グリコール酸共重合体のいずれかで形成され、ペプチドホルモンを内部に封入した生体適合性ナノ粒子同士が糖アルコール若しくはショ糖から成る結合剤によって複合化されるとともに、当該結合剤で形成される外層にペプチドホルモンを封入して成るペプチドホルモン封入複合粒子を含む医薬製剤。 Polylactic acid, polyglycolic acid, or is formed in one of a lactic acid-glycolic acid copolymer, biocompatible nanoparticles together encapsulating peptide hormone therein is complexed by the binding agent consisting of a sugar alcohol or sucrose In addition, a pharmaceutical preparation comprising peptide hormone-encapsulated composite particles formed by encapsulating peptide hormone in an outer layer formed of the binder. 前記ペプチドホルモンが、インスリンであることを特徴とする請求項1に記載の医薬製剤。 The pharmaceutical preparation according to claim 1, wherein the peptide hormone is insulin. 前記ペプチドホルモンが、カルシトニンであることを特徴とする請求項1に記載の医薬製剤。   The pharmaceutical preparation according to claim 1, wherein the peptide hormone is calcitonin. 経肺投与用途に使用されることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の医薬製剤。 The pharmaceutical preparation according to any one of claims 1 to 3, which is used for transpulmonary administration . ポリビニルアルコール水溶液に、少なくともペプチドホルモンの溶液と生体適合性高分子を有機溶媒に溶解させた溶液との混合液を加えて、前記ペプチドホルモンが前記生体適合性高分子の内部に封入されたペプチドホルモン封入ナノ粒子の懸濁液を生成するナノ粒子形成工程と、
前記ペプチドホルモン封入ナノ粒子の懸濁液から前記有機溶媒を留去する溶媒留去工程と、
前記有機溶媒が留去された前記ペプチドホルモン含有ナノ粒子同士を前記ペプチドホルモンが含まれた糖アルコール若しくはショ糖から成る結合剤によって複合化する複合化工程と、
を有することを特徴とする、ペプチドホルモン封入複合粒子を含む医薬製剤の製造方法。
A peptide hormone in which the peptide hormone is encapsulated in the biocompatible polymer by adding a mixed solution of at least a peptide hormone solution and a solution in which a biocompatible polymer is dissolved in an organic solvent to an aqueous polyvinyl alcohol solution A nanoparticle formation process for producing a suspension of encapsulated nanoparticles;
A solvent distillation step of distilling off the organic solvent from the suspension of peptide hormone-encapsulated nanoparticles;
And decryption steps of complexing the binding agent comprising the peptide hormone containing nanoparticles among which the organic solvent is distilled off from the peptide hormone include sugar alcohols or sucrose,
A method for producing a pharmaceutical preparation containing peptide hormone-encapsulated composite particles, comprising :
前記複合化工程が凍結乾燥により行われることを特徴とする請求項5に記載の医薬製剤の製造方法 6. The method for producing a pharmaceutical preparation according to claim 5, wherein the complexing step is performed by lyophilization . 前記複合化工程が噴霧乾燥式流動層造粒法により行われることを特徴とする請求項に記載の医薬製剤の製造方法 The method for producing a pharmaceutical preparation according to claim 5 , wherein the complexing step is performed by a spray drying fluidized bed granulation method . 前記ポリビニルアルコール水溶液中のポリビニルアルコール濃度が0.5重量%未満であることを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の医薬製剤の製造方法。 The method for producing a pharmaceutical preparation according to any one of claims 5 to 7, wherein the polyvinyl alcohol concentration in the aqueous polyvinyl alcohol solution is less than 0.5 wt% . 前記溶媒留去工程の後に、さらに前記ペプチドホルモン封入ナノ粒子の懸濁液からポリビニルアルコールを除去する除去工程を有することを特徴とする請求項5乃至請求項8のいずれか1項に記載の医薬製剤の製造方法。 The pharmaceutical according to any one of claims 5 to 8 , further comprising a removal step of removing polyvinyl alcohol from the suspension of peptide hormone-encapsulated nanoparticles after the solvent distillation step. Preparation method of the preparation. 前記ポリビニルアルコール水溶液中のポリビニルアルコール濃度が0.1重量%以上10重量%以下であることを特徴とする請求項に記載の医薬製剤の製造方法。 The method for producing a pharmaceutical preparation according to claim 9 , wherein the polyvinyl alcohol concentration in the aqueous polyvinyl alcohol solution is 0.1 wt% or more and 10 wt% or less . 前記有機溶媒が少なくともアセトンを含むことを特徴とする請求項5乃至請求項10のいずれか1項に記載の医薬製剤の製造方法。 The method for producing a pharmaceutical preparation according to any one of claims 5 to 10, wherein the organic solvent contains at least acetone .
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