JP5952231B2 - ドラッグ・デリバリー用の安定な金属イオン−脂質粉末状医薬組成物とその利用方法 - Google Patents

Description

発明の属する分野
本発明は、有効期間中の安定性と分散性が改善されたドラッグ・デリバリー用の粉末状医薬組成物に関する。さらに詳細には、本発明は、ドラッグ・デリバリー用の非常に安定な金属イオン−脂質マイクロ粒子に関する。

発明の背景
粉末製剤は、ドラッグ・デリバリーの中心的手段である。粉末状医薬品は、通常は、懸濁液、乾燥粉末、錠剤、水で元に戻す粉末、カプセルとして製造される。ドラッグ・デリバリーを容易にするのに粉末状医薬品が用いられているのは、使いやすくてしかも有効成分の安定性を増すことができるからである。しかし過去数年の間に、FDAを始めとする機関が、投与量の均一性、安定性に関してと、一般に使用されている添加剤の禁止に関して厳しい規制措置を取るようになったため、現在市場に出ているいくつかの粉末製品が危機にさらされている。その結果、粉末製剤を製造して成功することが以前よりも難しくなった。

粉末製剤の流動特性と分散特性を最適化したり制御したりすることは、粉末製品、中でも吸入用粉末製品を開発する上で極めて重要である。これらの特性は、粒子間の主要な接着力（例えばファン・デル・ワールス力、静電力）と、吸収された液体層の個々の表面張力の関数である。これらの力は基本的ないくつかの物理化学的性質の影響を受ける。影響を与えるものとして、例えば、粒子密度、サイズ分布、粒子のモルフォロジー（形、晶癖、表面の粗さ）、表面の組成（吸収した水分を含む）が挙げられる。流動特性と分散特性に影響を与える粒子間の力は、吸入に必要な微小化した粉末または微結晶状粉末において特に支配的である。これらの力に打ち勝つための試みとして、薬剤を基剤と混合したり、薬剤に添加剤を加えたりということがなされたが、ある程度までしか成功しなかった。例えば薬剤に基剤を混合することにはいくつかの利点がある。例えば製剤の体積が大きくなるため、製造段階またはデリバリー装置（保管タイプの装置）内で強力な少量の薬剤をより容易に計量することができるようになる。しかし重大な欠点も明らかに存在している。例えば薬剤／添加剤が分離した場合には、投与や有効期間に重大な影響がある。

ドラッグ・デリバリーにおいて広く研究されてきた別の方法は、凍結乾燥またはスプレー乾燥によって薬剤と添加剤を混合することである。スプレー乾燥は、医薬品業界において、さまざまな物質（抗生物質、ビタミン、ワクチン、酵素、血漿、これら以外の添加剤）の調製だけでなく、マイクロカプセルや徐放性製剤の調製にも広く用いられている。スプレー乾燥は、この技術の簡単さ、低コスト、汎用性、全体的効果のために注目を集めることになった。スプレー乾燥は、凍結乾燥と比べて荒っぽい方法であると見なされることがしばしばある。というのも、乾燥に用いる高温ガスが、感受性の高い生物材料を傷める可能性があるからである。しかしスプレー乾燥法をより詳細に検討するならば、スプレーの液滴と乾燥した粉末粒子が、全プロセスを通じ、乾燥に用いるガスが入ってきたときの温度よりもはるかに低い温度に保たれることは明らかである。水が液滴から蒸発する限りは冷却効果が生まれるため、製品が高温に曝されることはない。

ミルクヴィスト−ファービー（Int. J. Pharm.、1999年、第188巻、243〜253ページ）は、スプレー乾燥によるトリプシンが凍結乾燥によるものよりも優れていることを示した。彼は、この論文において、凍結乾燥ではなくスプレー乾燥にすると、トリプシンの活性の損失が小さくなることを明らかにした。このことは、“ガラス化”仮説によって説明された。この仮説によれば、添加剤をアモルファスな状態、すなわち“ガラス様の”状態に維持し、タンパク質が硬いマトリックスによって変形するのを阻止していることが本質的である（Franks、1991年、Biopharma、第4巻、38〜55ページ）。これらの知見は、特に（凍結させるとほとんどが結晶化する傾向がある）炭水化物の効果に関してと、界面活性成分が乾燥プロセスで物理的変化を被るため、ある種の化合物（タンパク質）では機能が損なわれるという事実に関しては、スプレー乾燥のほうが優れていることを示している。

粉末はアモルファスになりやすい性質を持っていること、そしてアモルファス構造は安定でないことが、当業者に知られている。多くの医薬品や添加剤は、製造中にアモルファス形態になり、保管中に熱力学的に安定な結晶形態に戻る可能性がある。アモルファス形態のものは異なる物理的性質を有することになり、その状態で、他の相（すなわち他の製剤成分。粉末であるか液体であるかは関係がない）と、結晶形のときとは異なったやり方で相互作用することになろう。アモルファス材料を含む系におけるさらに別の問題は、条件が変わるとアモルファス構造が変化する可能性があり、湿った空気に曝されるとその構造が壊れる可能性があることである。かなり以前から、アモルファス材料は、そのガラス転移温度よりも高い温度にすると、自身の重量を重力のもとで支えている弾性材料が効果を失ってしまうために崩壊する可能性のあることが知られている。例えばラクトースは一般的に使用されている添加剤であるが、アモルファス状態（微粉化、スプレー乾燥、凍結乾燥など）では、相対湿度（“RH”）を50％に保つと構造がさまざまな程度に崩壊する。バクトン（1995年、Int. J. Pharm.、第123巻、265〜271ページ）は、構造体において崩壊前に水の急速な吸収・脱着が起こるが、崩壊した構造体との間での水の吸収・脱着はゆっくりとしており、単純に外部相対湿度によるというよりは、むしろその固体内の拡散によって制御されることを指摘した。

アモルファス材料の中に水が存在していることは、2つの大きな理由で重要である。第1の理由は、増幅プロセスと呼ばれている（Ahlneck、1990年、Int. J. Pharm.、第62巻、87〜95ページ）。この増幅プロセスによると、アモルファス材料0.5％とそれに付随する水0.5％を含むサンプルでは、実際には水の大部分がアモルファス領域に吸収されることになる。アモルファスなこの添加剤が粒子の一体性と構造を維持するのに重要な役割を果たしているのであれば、製品の物理的、化学的な安定性が危うくなろう。水が重要である第2の理由は、サンプルのアモルファス領域に保持されている水である。崩壊していないアモルファス構造に吸収されている水は、急速に脱着することになり、容易に乾燥させることができよう。しかし水が崩壊領域に存在している場合には、このことは当てはまらず、水は拡散によってその領域をゆっくりと移動できるだけであろう。構造体が崩壊すると、たとえ粉末を乾燥させても、その粉末は不可逆的な変化をしているため、粉末の一体性が危うくなる。したがって水は、乾燥粉末を含むたいていの医薬製剤の性能と物理的、化学的な安定性にとって敵であると見なされている。

水の存在に関して考慮すべき別の重要な点は、ガラス状医薬製剤に吸収された水がガラス転移温度（“T_g”）に及ぼす効果のキャラクテリゼーションである。含水量とT_gの関係は、薬理学に関する多数の文献に報告されている（例えばHancock、1994年、Pharm. Res.、第11巻、471〜477ページ）。水が存在しているとアモルファス系のT_gが低下することが知られている。また、水が存在しているとホスト材料が可塑性を持ち、物理的、化学的に不安定になる可能性が大きくなることも明確にされている。アンドリス（1998年、Pharm. Res.、第15巻、835〜842ページ）とハンコック（1997年、J. Pharm. Sci.、第86巻、1〜12ページ）は、保管温度とアモルファス材料結晶化の関係という問題に取り組んだ。この2人の研究者は、アモルファス材料をそのT_gよりも約50℃低い温度で保管すると、分子の可動性が小さくなるため、そのアモルファス材料は物理的にも化学的にも安定になるはずであることを示唆している。

T_gがどれくらい低下するかは、吸収された水の重量分率と関係づけることができる。取り込んだ水分とT_gの関係は、ゴードン−テイラーの関係式（Gordon、1952年、J. Appl. Chem.、第2巻、493〜500ページ）で記述することができる。成分間に特別な相互作用がなく、容積の加算性が完全に仮定できるならば、混合物のガラス転移温度T_gmixは以下の式で与えられる。

T_gmix ＝ φ₁T_g1 ＋ φ₂T_g2 （1）
ここに、φは容積分率であり、下添字は2つの成分を表わす。この式を重量分率で書き直すと、以下の式になる。
T_gmix ＝ ｛（w₁T_g1）＋（Kw₂T_g2）｝／（w₁＋Kw₂） （2）
ここに、w₁とw₂は、それぞれ水の重量分率と薬剤の重量分率であり、Kは、これら2つの成分が自由状態にあるときの容積比であると考えることができる。Kの値が0.198の場合には水のT_gが135Kになることが報告されている（Sugisaki、1968年、Bull. Chem. Soc. Jpn.、第41巻、2591〜2599ページ）。

比較的少量の水でさえアモルファス材料の安定性を損なう可能性がある。そのため、どれだけの水があるとT_gが保管温度よりも下がって製品がダメになるリスクが顕著に大きくなるかという問題が提起される。T_gを保管温度よりも低くするのに必要な水の量は、シムハ−ボイヤー則を考慮することによって以下のように見積もることができる。

K ＝ρ₁T_g1／ρ₂T_g2 （3）
ここに、ρ₁とρ₂は、それぞれ材料1と材料2の密度であり、T_g1とT_g2は、それぞれ材料1と材料2のガラス転移温度である（Simha、J. Chem. Phys.、1962年、第37巻、1003〜1007ページ）。
ロイヤル（Int. J. Pharm.、1999年、第192巻、39〜46ページ）は、T_gを保管温度よりも50℃高い温度まで低下させることになる臨界含水量（w _c）を見積もる式を導出した。この含水量であれば、構造体が崩壊する可能性に関する安全度がはるかに大きなる。

w_c ＝ ［1＋｛T_g2ρ₂［T_ST - 85］｝／135［T_g2 - T_ST - 50］］^-1 （4）
ここに、T_STは保管温度であり、T_g2は乾燥混合物の転移温度、ρ₁とρ₂は、それぞれ材料1と材料2の密度である。
脂質（例えば、遊離脂肪酸とその塩、リン脂質）は生体許容性があり、その物理的、化学的な特性が好ましいため、医薬品業界では粉末製剤に脂質を使用することが広く受け入れられている。脂質の先頭部極性基と表面積は、金属イオン−脂質結合において、さまざまな分子レベルで機能を果たしている。脂質分子1つ当たりの表面積と脂質分子が有する電荷の両方によって膜の表面電位ψ0が決まる。脂質分子の電荷が、脂質と水の界面において陽イオンが引力として作用するか斥力として作用するかを決めている。

金属イオンが脂質の先頭部極性基と配位結合をいくつか形成する傾向があるため、先頭基相互間の距離が短くなり、したがって炭化水素鎖が引き伸ばされてすべてトランスの立体配座になる。すべてトランスの立体配座になったときの炭化水素鎖は断面積が約24オングストローム²であり、したがって2本の炭化水素鎖を有する結晶リン脂質は最小面積が約48オングストローム²になる。陽イオンによって誘起される“結晶化”現象により、ある種の製剤にとって不安定性の原因となる分子の可動性が低下するであろう。金属陽イオンによる組織化が起こらない場合には、炭化水素鎖は乱れ、その直接的な帰結として脂質膜が横方向に引っ張られることになる。脂質−結晶状態では、この脂質の平均断面積が約60オングストローム2に増加する（Buldt、J. Mol. Biol.、第134巻、673ページ）。

界面に結合しているイオンが界面からほとんどの水を追い出してしまっている場合には、鎖溶融転移（“結晶化”）温度の上昇が50℃を超える可能性がある。原則として、無水脂質−イオン複合体が過剰な溶液ではそうなる。その一例が、ジアシルホスファチジルセリン二重層の多価金属イオン複合体である（Hauser、1981年、Biochemistry、第23巻、34〜41ページ）。この二重層は、非常に秩序正しく、本質的に水分を含まず、転移温度が151〜155℃と極めて高い二重層を形成する。しかし、先頭基に1価のイオンまたはプロトンが結合したジアシルリン脂質膜における鎖溶融相転移温度の最大値は、強力な分子間結合が欠けているために100℃を超えることはない。

イオンによって誘起される相転移の温度は、どちらの方向にシフトする可能性もある。膜−イオン複合体が、結合したイオンのない膜表面よりも水と強く結合する場合には、イオンによって誘起される二重層の主要転移温度は下方にシフトする。これは、陰イオンが存在しているときのホスファチジルコリンの場合、または有機の対イオンが結合しているホスファチジルセリンの場合である。したがってこのような系の鎖溶融相転移温度は、バルク状電解質の濃度が大きくなるにつれて低下する。

陽イオンに対するリン脂質のアフィニティは、一般に、以下の順番になる：
ランタノイド＞遷移金属＞アルカリ土類金属＞アルカリ金属。
本発明の1つの目的は、有効期間中の安定性と分散性が改善されたドラッグ・デリバリー用の粉末状医薬組成物を提供することである。本発明のさらに別の目的は、この組成物の有効期間を短くする可能性のある添加剤の使用を避けることである。本発明のさらに別の目的は、薬剤または活性成分を粒子の中に組み込むことによって有効成分が分離するのを避けることである。本発明のさらに別の目的は、時間が経過してもよく分散された状態が維持されている新規なドラッグ・デリバリー系を提供することである。

発明のまとめ
本発明は、ドラッグ・デリバリー用の安定で乾燥した金属イオン−脂質マイクロ粒子組成物と、この組成物の製造方法に関する。そのための技術は、供給する薬剤または活性成分を組み込む脂質−金属イオン複合体マトリックスを形成することに基づいている。安定化させた本発明の粒子またはマイクロ粒子は、脂質の濃度が25〜98重量％、薬剤または活性成分の濃度が0〜80重量％であり、脂質に対する金属イオンの比が0〜2よりも大きくなっている。本発明はまた、転移温度（“T _g ”）が薬剤の推奨保管温度（“T_ST”）よりも少なくとも2℃、又は少なくとも20℃高く、有効期間中の安定性と分散性が改善された、安定な金属イオン−脂質粉末状医薬組成物にも関する。本発明はまた、本発明のマイクロ粒子組成物を治療目的で投与することによってある種の病気または疾患を治療する方法にも関する。

本発明は、脂質と金属陽イオンの複合体を形成すると、脂質がより秩序正しい状態になるとともに脂質の先頭基が脱水され、脂質構造の実質的な変化が可能になるという原理に基づいている。その結果、従来よりもはるかに安定な化合物が得られる。この化合物は、典型的なスプレー乾燥法によって脂質と薬剤を組み合わせたものよりも保管中の湿度に対する感受性が小さい。本発明によるマイクロ粒子では、脂質内部の乱雑さを減らし、その結果として物理的、化学的な不安定性の主な原因である分子の可動性を小さくすることにより、物理的、化学的な安定性を大きくしている。（スプレー乾燥、微粒化、凍結乾燥によって製造された）アモルファス材料は不安定であり、水を吸収してより安定な構造（すなわち結晶）を形成する傾向のあることが知られている。残念なことに、水は可塑剤として作用する。その結果、粉末のガラス転移温度が低下し、分子の可動性が大きくなり、核形成や結晶化といった動的プロセスが増加する。その結果生じる低粘性環境によって化学反応が促進され、化学的分解が容易に起こるようになる。

本発明によるマイクロ粒子の安定性が増大するのは、いくつかの金属イオンが脂質に対して強いアフィニティを有するからである。脂質が金属イオンと相互作用することによって脂質−金属イオン複合体が得られる。この相互作用によって脂質の先頭基相互間の距離が小さくなり、その結果として、粉末が不安定になる主な原因である水分の取り込みが減少する。本発明のマイクロ粒子は、スプレー乾燥による他の製剤と比べると、水の吸収に対して驚くほど高い安定性を示した。

本発明の方法と組成物には、（溶液、ミセル、リポソーム、懸濁液、エマルションのいずれかの形態になった）脂質−陽イオン複合体の形成と、金属イオン−脂質複合体に組み込まれた薬剤（すなわち治療上または生物学的に活性な成分または化合物）の形成が含まれる。“組み込まれた”とは、金属イオン−脂質複合体に薬剤または活性成分を組み合わせて1つの単位を形成することを意味する。薬剤または活性成分は、金属イオン−脂質複合体の中に飲み込まれた状態、またはこの組成物の表面に大きく広がっている状態が可能である。さらに、組み込まれたとは、薬剤または活性成分が溶液や懸濁液として存在すること、あるいは脂質で溶解させた状態になっていることも意味する。組み込まれた状態は、凍結乾燥、フラッシュ蒸発、スプレー乾燥により実現できるが、最も好ましいのはスプレー乾燥である。本発明には、リン脂質や遊離脂肪酸など、一般に安全であると見なされている脂質を利用することも含まれる。金属または脂質−金属イオン複合体が場合によっては薬剤または活性成分になりうることを理解しておくことも重要である。

当業者であれば、マイクロ粒子組成物の安定性を向上させるにあたって、その安定性向上の一部を、粒子構造の全体を1つの材料（脂質−金属イオン複合体）だけで形成することにより実現していることが理解できるであろう。この材料では物理的、化学的な性質が改善されている点が、一般的に用いられているが、アモルファスのときには水分に敏感であり、したがって不安定な小さな分子（例えばラクトース、スクロースなど）とは異なっている。本発明のマイクロ粒子は、臭化ペルフルオロオクチル（PFOB）の中と、医療用に認可された非CFCヒドロフルオロアルカン推進剤HFA 134aの中で、驚くほど大きな分散安定性を示した。金属イオン−脂質複合体が非吸湿性であることが1つの原因で粒子表面に吸収される水が少なくなることに加え、粒子成分が（コロイド系においてコロイド媒体と分散媒体の間に働く強い引力を特徴とする）親液性であることが、そのような非水性媒体中での分散安定性に関して重要な役割を担っている。

本発明の金属イオン−脂質複合体では、さまざまな金属イオンを塩形成イオンと組み合わせて用いることができる。使用できる金属イオンとしては、例えば、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、鉄のイオンが挙げられる。金属イオン−脂質複合体の形成に用いられる金属イオンのもとになる金属としては、ランタノイド、遷移金属、アルカリ土類金属の中から選択した任意の金属が挙げられる。それに加えてリチウムが挙げられるほか、IIa族、IIIb族、これらの混合物、原子番号が21〜30、39〜48、57〜80、89〜106のあらゆる金属からなるグループの中から選択した、毒性のない金属、または毒性が現われないレベルで使用する場合の任意の金属が挙げられる。本発明の範囲には、VO⁺²などのイオンを含む金属を使用することも含まれる。リン脂質との間で脱水複合体を形成する有機のイオンまたは化合物を用いることも可能である。

本発明の範囲にはさらに、塩化物や硝酸塩などの塩を形成するイオンに放射性同位体を組み合わせて使用することも含まれる。そのための条件は、金属イオンの塩が適切な媒体に対して可溶性であり、脂質と相互作用できることである。ただし脂質は、その塩が何であるかによって異なる。
本発明の金属イオン−脂質複合体は、単一の脂質で構成すること、あるいは望ましい特性を得るために他の界面活性剤と混合することが可能である。使用可能な界面活性剤をいくつか例示すると、エトキシル化されたソルビタンエステル、ソルビタンエステル、脂肪酸塩、糖エステル、リン脂質、プルロニック、テトロニック、エチレンオキシド、ブチレンオキシド、プロピレンオキシド、カチオン界面活性剤、一般式Y［（A）_n-E-H］_x（ただし、Aはポリオキシアルキレン部、xは2以上、Yは水から、あるいは反応性水素原子をx個含む有機化合物から由来したもの、Eはポリオキシエチレン部、nは5〜500）で表わされるポリオキシアルキレン・ブロックコポリマーである。本発明で使用できる他のクラスの界面活性剤としては、ホスファチジルコリン、卵のホスファチド、ダイズのホスファチド、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトールカルジオリピン、重合可能なリン脂質、リゾホスファチジルコリン、リゾホスファチド、D-エリスロ-スフィンゴシン、スフィンゴミエリン、セラミド、セレブロシド、血小板活性化因子（PAF）［ホスファチジルコリンのエーテルエステルアナログ］、アシルPAFアナログ、水素化されたリン脂質、クリルホスファチド、ホスファチジン酸、ホスファチジルグリセロール、複数の異なった先頭基を有するリン脂質（ホスファチジルメタノール、ホスファチジルエタノール、ホスファチジルプロパノール、ホスファチジルブタノールなど）、ジブロモホスファチジルコリン、モノフィタノイルホスファチド、ジフィタノイルホスファチド、モノアセチレンホスファチド、ジアセチレンホスファチド、PEGホスファチド、両親媒性抗原ホスファチド、モノアシルグリセロール、ジアシルグリセロール、モノアシルエチレングリコール、ジアシルエチレングリコール、モノアシルソルビトール、ジアシルソルビトール、モノアシルグリセロールコハク酸、ジアシルグリセロールコハク酸、アルキルアシルホスファチド、遊離脂肪酸とその塩、脂肪アルコール、脂肪アミンとその塩、脂肪エーテル、脂肪エステル、脂肪アミド、脂肪炭酸塩、コレステロール、コレステロールエステル、コレステロールアミド、コレステロールエーテルが挙げられる。

使用可能な他の界面活性剤は、以下の表に示す。
さまざまな薬局方または追加薬局方に記載されているアニオン界面活性剤またはカチオン界面活性剤
さまざまな薬局方または増補薬局方に記載されている非イオン性界面活性剤またはカチオン界面活性剤

USP/NF^*：USP 23/NF 18に掲載されているが、USP 24/NF 19には掲載されていない。

本発明のマイクロ粒子を用いてドラッグ・デリバリーを行なうことにより多数の病気を治療することができる。例えば、肺胞界面活性物質が欠乏している新生児は、カルシウムが欠乏していることも知られており、正常な呼吸に必要な“ミエリン”構造を形成するのにカルシウムが必要とされる。特殊な金属イオン−脂質複合体（例えばCa-ジパルミトイルホスファチジルコリン（“DPPC”））を利用可能な任意の方法（スプレー、通気、乾燥粉末吸入、点滴など）で新生児に投与すると、脂質を“正しい”構造に対して供給すると同時に、カルシウムの供給源としても機能させることができよう。本発明の金属イオン−脂質マイクロ粒子を別の病気治療に使用する場合としては、トブラマイシンと併用した肺炎の治療、エタンブトールと併用した抗結核剤、スルホンアミド系の化合物と組み合わせた細胞代謝の抑制、治療用ガスの供給、ペニシリン系やセファロスポリン系の抗生物質と組み合わせた細菌の細胞壁合成抑制、ポリミキシン系やチロトリシン系の抗生物質と組み合わせた形質膜との相互作用、リファマイシン、アミノグリコシド、テトラサイクリン、クロラムフェニコールと併用したタンパク質合成の中断、ナリジキシン酸やプロフラビン系の抗生物質と組み合わせた核酸の転写と複製の抑制などが挙げられる。本発明の金属イオン−脂質複合体は、DNAに作用するアクチノマイシンD、クロロキン、キニンなどの薬剤と組み合わせて細胞増殖抑制剤を挿入するのに使用したり、マスタード系の薬剤やシスプラチンと組み合わせて使用したり、ブレオマイシンと組み合わせてDNA鎖の切断に使用したりすることもできる。

本発明で使用できる他の薬剤または活性成分を以下の表に示す。
医薬用懸濁液の代表的な用途

本発明のマイクロ粒子を用いると、治療効果を有するある種の非放射性金属（例えば鉄、銅、リチウム）、ある種の微少元素を体内に供給することができる。以下の放射性同位体を脂質または脂質−金属イオン複合体と組み合わせ、以下に示すような医学的用途に用いることもできる。

放射性同位元素 記号 半減期 用途
タリウム-201 Tl-201 3日 診断
ガリウム-67 Ga-67 3.26日 診断
インジウム-111 In-111 2.8日 診断
ヨウ素-123 I-123 13時間 診断
パラジウム-103 Pd-103 17日 診断と治療
モリブデン-99 Mo-99 2.7日 診断
キセノン-133 Xe-133 5.3時間 診断と治療
ヨウ素-131 I-131 8日 診断と治療
ヨウ素-125 I-125 59.4日 治療
フッ素-18 F-18 110分 診断

放射性同位元素 記号 用途
ゲルマニウム-68 Ge-68 抗体の標識
コバルト-57 Co-57 装置の較正
亜鉛-65 Zn-65 生化学
ストロンチウム-85 Sr-85 骨のトレーサ
リン-32 P-32 骨のガンの治療
イオウ-35 S-35 DNAの標識
イットリウム-90 Y-90 放射線免疫療法
サマリウム-153 Sm-153 骨のガンの治療
ガドリニウム-153 Gd-153 骨粗鬆症／診断
イッテルビウム-169 Yb-169 X線撮影
クロム-51 Cr-51 血流量
マンガン-54 Mn-54 肝臓の診断
セレン-75 Se-75 生化学
スズ-113 Sn-113 大腸ガンの治療

本発明の粉末製剤は、粉末が安定であるという特性を有するため、吸入療法、水で元に戻す粉末、乾燥粉末、懸濁液に使用することができる。吸入療法には、スプレー、通気、乾燥粉末吸入、エーロゾル吸入（一定量投与式の吸入器を含む）などの方法が含まれるが、これだけに限定されるわけではない。投与には、呼吸器、肺、耳、肛門、目、膣、筋肉内、静脈内、気管内、表皮内、腹腔内、鼻、咽頭、洞、皮下、硬膜、脳槽内、肋膜内、包膜内への供給が含まれる。

文献に記載されている周知の化合物を用いて本発明の特徴を変更することにより、放出状態を変えて安定剤として作用するようにしたり、特定の用途で必要とされる可能性のある所定の表面特性を提供したりすることができる。そうした化合物の具体例としては、多糖、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポロキサマーのブロックポリマー、ポロキサミン、テトロニック、セルロースエステル、セルロースエーテル、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボポル、ポリアクリル酸（とその塩）、架橋したポリアクリル酸、ポリラクチド、ポリグリコリド、デンプン、メチル化されたデンプン、エチル化されたデンプン、架橋したデンプン、イヌリン、デキストリン、デキストラン、硫酸デキストラン、シクロデキストリン、ペプチド、ポリリシン、ポリアルギニン、ポリアラニン、ポリグリシン、タンパク質（例えばアルブミン（ウシ、ミルク、ヒト、卵））が挙げられる。また、粒子のモルフォロジーは、スプレー乾燥の条件や、これら粉末製剤を製造するのに用いる成分を変えることによって操作可能である。

周知のことだが、粉末製剤が疎水性媒体（例えば空気、CFC、HFC、PFC）中でよい分散特性を示すには、粉末の表面が親液性（粒子の表面が分散媒体と相互作用できることを意味する）になっている必要がある。安定性は、親液性表面が分散媒体と相互作用し、熱力学的に安定になることによって生じる。界面活性剤は、クロロフルオロカーボン、ヒドロクロロフルオロカーボン、ヒドロフルオロアルカンと相互作用するが、ペルフルオロカーボンとの相互作用はそれよりは少ないことが知られている。この相互作用の一部は、分散媒体と粒子表面の成分で極性に差があることに起因する。界面活性化合物は粒子の表面に留まる傾向があるため（薬剤または活性成分によっては、表面を疎液性にすることによって懸濁液を不安定にする界面活性を示すものもある）、懸濁液の安定性は、表面上の成分によって支配されることになる。（ラクトースなどの親液性小分子ではなく）金属イオン−脂質複合体の形態をした界面活性剤を主要な建設ブロックとして使用すると、組成物の分散性が向上するため、その組成物を比較的水分が多い環境にさらしたときに“溶融”することに対する感受性が低下する。

懸濁液の安定性に影響を与える他の因子は、ストークスの法則で記述される。これは、球を既知の力の場に置いたときに、密度と粘性がわかっている粘性流体中におけるその球の最終速度と直径を関係づける式である。
V ＝ 2gr²（d₁ - d₂）／9μ （5）
ここに、Vは落下速度（cm/秒）、gは重力加速度（cm/秒²）、rは粒子の“等価”半径（cm）、d₁は粒子の密度（g/ml）、d₂は媒体の密度（g/ml）、μは媒体の粘性率（g/cm秒）である。密度（ヘリウム置換法によって測定）が0.5〜2.0g/cm³の金属イオン−脂質複合体を用いることにより、密度の一致による懸濁液の安定化が、一般に使用されている非水性媒体のほとんどにおいて起こることになる。その結果、沈降速度が低下する。すなわち、分散された粉末がクリーム状になる。

本発明による粉末組成物を構成する粒子の慣性は小さい。というのも、粒子の建設ブロックとして使用している脂質の密度が塩よりも小さいからである。小さな慣性とは、粒子を“移動させる”のに力が少なくてすみ、そのために粒子の空気力学的特性が影響を受けることを意味する。
この粒子は、粒子−粒子相互作用がほとんどないことがわかった（その一部は、金属イオン−脂質が水を吸収する傾向が小さいことに起因する）。その結果、空中に浮遊させたり一定量投与式吸入器（“MDI”）の推進剤の中に分散させたりしたときの非凝集性が大きくなり、製造プロセスや投与装置内における粉末の流動性が向上する。

本発明による金属イオン−脂質マイクロ粒子がスプレー乾燥による他の製剤よりも優れている点は以下の通りである。
ａ）製造が容易である。本発明のマイクロ粒子は、リン脂質懸濁液、金属イオン溶液、薬剤調製物を組み合わせた後、スプレー乾燥させることによって製造される。スプレー乾燥は、簡単で汎用性があることで知られるよく確立された医薬製造法である。
ｂ）本発明のマイクロ粒子を製造するにあたって、エマルションの形成が必要なく、発泡剤として油を使用する必要もない。そのため最終製品のコストが大きく低下する。マイクロ粒子内に発泡剤が少しでも残っていると、放出が遮られたり、製品認可の際に問題になったりする可能性がある。
ｃ）本発明のマイクロ粒子は、他のタイプのマイクロ粒子の場合とは異なり、製造の際に壁形成剤を必要としない。スプレー乾燥による代表的な壁形成剤（例えばラクトース、スクロース、マンニトールなど）は吸湿性が非常に大きいため、物理的、化学的な変化が促進されて製品がダメになる可能性がある。
ｄ）本発明のマイクロ粒子に含まれる金属イオン−脂質複合体は、壁形成剤として機能し、非吸湿性である。そのため、このマイクロ粒子は吸入用製剤として理想的である。この複合体は壁形成剤として機能し、非吸湿性であるため、製品を水の好ましからぬ影響から保護する。
ｅ）本発明のマイクロ粒子を製造する際に使用するのが好ましい材料はすべて、一般に安全と見なされている（GRAS）。

ｆ）汎用性のある製造方法であり、粉末の特性にも汎用性があるため、薬剤その他の材料（熱感受性タンパク質その他の物質）を数多く組み込むことができる。
ｇ）残留している溶媒や発泡剤を除去するのに加熱する必要がない。この加熱操作は、発泡剤を使用した他の製剤をスプレー乾燥によって製造する場合には必要となる。最終製品を加熱すると活性成分と粉末製剤そのものに不可逆的なダメージが与えられる可能性がある。

発明の詳細な説明
本発明の乾燥した安定な医薬組成物は、T_mが推奨T_STよりも少なくとも20℃高いマイクロ粒子からなる乾燥粒子である。この乾燥粒子は、非水性懸濁液、水で元に戻す粉末、吸入用粉末、錠剤、カプセル、軟膏、座薬、クリーム、シャンプーの形態に調製することができるが、形態がこれだけに限定されるわけではない。本発明の安定な粉末状組成物は、金属イオン−脂質複合体を主成分としている。なお脂質成分は、単一の脂質でもよいし、いくつかの脂質の混合物でもよい。好ましい脂質はリン脂質であるが、これだけに限定されるわけではない。金属は、安定または不安定な放射性同位体で置換することができる。あるいは、金属イオン−脂質複合体に加えて放射性同位体を添加することもできる。放射性同位体としては、Tc-93、Tc-94、Tc-95、タリウム-201、ガリウム-67、インジウム-111、ヨウ素-123、パラジウム-103、モリブデン-99、ヨウ素-131、ヨウ素-125、フッ素-18、ゲルマニウム-68、コバルト-57、亜鉛-65、ストロンチウム-85、リン-32、イオウ-35、イットリウム-90、サマリウム-153、ガドリニウム-153、イッテルビウム-169、クロム-51、マンガン-54、セレン-75、スズ-113が挙げられる。金属イオンまたは放射性同位体は、用途に応じて異なるものを選択することができる。

本発明の乾燥した安定な組成物は、凍結乾燥、フラッシュ蒸発、すりつぶし、微粉化、スプレー乾燥によって製造することができるが、最も好ましいのはスプレー乾燥である。この方法には、脂質−陽イオン複合体を形成し、脂質−陽イオン・マトリックスに薬剤または活性成分を組み込む操作が含まれる。薬剤または活性成分は、抗アレルギー剤、抗真菌剤、気管支拡張薬、肺胞界面活性物質、鎮痛薬、抗生物質、モノクローナル抗体、ロイコトリエンの抑制剤またはアンタゴニスト、抗ヒスタミン剤、抗炎症剤、抗腫瘍剤、抗コリン作動剤、麻酔薬、抗結核剤、イメージング剤、心臓血管剤、レクチン、酵素、ステロイド、遺伝材料、ウイルス・ベクター、アンチセンス剤、タンパク質、ペプチド、インスリン、アルブミン、酵素、遺伝材料（例えばDNA、RNA、およびその断片）、プルモザイム、免疫グロブリン、およびこれらの組み合わせからなるグループの中から選択することができる。特別な薬剤または活性成分としては、アルブテロール、塩化アルブテロール、ブデソニド、プロピオン酸フルチカソン、サルメテロールキシナフォエート、フマル酸フォルモテロール、塩化ニコチン、硝酸ニコチン、トリアムシノロンアセトニド、デキサメタゾン、ジプロピオン酸ベクロメタゾン、ゲンタマイシン、塩化ゲンタマイシン、硫酸ゲンタマイシン、シプロフロキサシンヒドロクロリド、タキソール、アンフォテリシン、アミカシン、塩化アミカシン、トブラマイシン、塩化トブラマイシン、硝酸トブラマイシンなどが挙げられる。

本発明の製造法には必要ないが、従来から使用されている添加剤やそれ以外の成分を用いると、粉末製剤の性質を改善することができよう。そうした性質のいくつかを例示すると、以下のようになる。なお性能がこれだけに限定されることはない。
1）色彩、味、外見を変えるため、着色剤とフレーバーを使用する。
2）粒子の放出状態変更剤として、錠剤分解物質、ポロキサマー、多糖、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、プルロニックのブロックポリマー、チロキサポール、ポロキサマー、ポロキサミン、テトロニック、セルロースエステル、セルロースエーテル、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボポル、ポリアクリル酸（とその塩）、架橋したポリアクリル酸、ポリラクチド、ポリグリコリド、デンプン、シクロデキストリン、メチル化されたデンプン、エチル化されたデンプン、架橋したデンプン、イヌリン、デキストラン、硫酸デキストラン、一般式Y［（A）_n-E-H］_x（ただし、Aはポリオキシアルキレン部、xは2以上、Yは水から、あるいは反応性水素原子をx個含む有機化合物から由来したもの、Eはポリオキシエチレン部、nは5〜500）で表わされるポリオキシアルキレン・ブロックコポリマーを使用する。
3）ペプチド、ポリリシン、ポリアルギニン、ポリアラニン、ポリグリシン、タンパク質（例えばアルブミン（ウシ、ミルク、ヒト、卵））、脂肪酸の金属塩。
4）粒子のモルフォロジーと性質に影響を与える化合物は、可塑剤、湿潤剤、ガラス化剤である。

5）抗酸化剤を始めとする保存剤。例えばBHT、THT、キサントフィル、トコフェロール。
6）界面活性剤を始めとする表面変更剤。具体的には、一般式Y［（A）_n-E-H］_x（ただし、Aはポリオキシアルキレン部、xは2以上、Yは水から、あるいは反応性水素原子をx個含む有機化合物から由来したもの、Eはポリオキシエチレン部、nは5〜500）で表わされるポリオキシアルキレン・ブロックコポリマー、ポロキサマー、ポロキサミン、チロキサポール、テトロニック、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、アミノ酸、体内の特定の受容体と結合する生物活性化合物（例えば免疫グロブリン、レクチン、リガンド）などが挙げられるが、これだけに限定されるわけではない。

実施例1（薬剤または活性成分を含まない金属イオン−脂質マイクロ粒子）
この実施例には、本発明の方法で製造した典型的な金属イオン−脂質マイクロ粒子が含まれる。しかしこのマイクロ粒子には薬剤または活性成分が含まれていない。この実施例によるマイクロ粒子を図1に示す。この粒子の主成分は脂質であり、一般に使用されている大部分の添加剤よりも可塑的であるという物理的性質を有するため、粒子表面が非常に不規則になりやすい。

実施例1のマイクロ粒子組成物をベースとした金属イオン−脂質複合体は、スプレー乾燥法で製造した。2つの調製物AとBを混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。調製物Aは、リポソーム懸濁液からなる。この懸濁液は、脱イオン水（“DI水”）25gの中に1.1gのリポイドSPC-3（ダイズからのホスファチジルコリンを水素化したもの）を分散させたものである。使用可能な他の有機溶媒は、DMSO、DMF、EtOH、MeOH、Et₂O、Me₂Oである。リポソーム懸濁液は、まず最初に、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用してリン脂質を熱いDI水の中に分散させることによって調製した。この粗懸濁液は、アヴェスチン・エマルシフレックスC5を用い、高圧下（18,000psi）にて、5段階で均質化した。均質化しておらず、一部分だけが水素化したダイズや卵のホスファチジルコリンを実施例で脂質として用いることもできる。

調製物Bは、熱いDI水10gの中に溶かした0.143gのCaCl₂・2H₂Oと0.21gのラクトース（ラクトースを用いたのは、薬剤を真似るためである）を含んでいた。混合した供給用調製物を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝85℃、出口温度＝62℃、アスピレータ＝90％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2400リットル／時である。本発明の実施にあたり、入口温度は約-10〜200℃の範囲で、出口温度は約-20〜150℃の範囲で変えることができる。

得られた乾燥粉末を活性乾燥粒子吸入器を用いて分散させ、アムハースト・エーロサイザー（エーロサンプラー・モジュール）を用いて乾燥粒子の平均体積空気力学的粒子サイズを測定したところ、約2.48μmであった。粒子のサイズとモルフォロジーは、電子顕微鏡で見ることができた。マイクロ粒子は、まず最初に四酸化オスミウムの蒸気を用いて処理し、次に二重粘着グラファイト・テープの上に載せて短いアルミニウム棒に固定した。スパッタリングによりこのサンプルに250オングストロームの金／パラジウム層をコーティングし、立体走査装置360 SEM（ケンブリッジ、UKマイクロスコープ社）を加速電圧20keV、プローブ電流250pAで操作して画像を取得した。

実施例1の方法で得たマイクロ粒子の一例を図1に示す。一般に、この実施例のマイクロ粒子は、リン脂質（“PL”）：ラクトース：塩化カルシウム（“CaCl₂・2H₂O”）の重量比がほぼ75：15：10である。

実施例2（薬剤または活性成分を含まない金属イオン−脂質マイクロ粒子）
実施例2は、本発明のマイクロ粒子を十分に安定化させるため、リン脂質のすべてが金属イオンと複合体を形成せねばならない場合を示す。

金属イオン−脂質複合体をベースとしたこの実施例のマイクロ粒子組成物は、スプレー乾燥法で製造した。2つの調製物AとBを混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。調製物Aは、リポソーム懸濁液からなる。この懸濁液は、DI水25gの中に1.07gのジステアロイルホスファチジルコリン（“DSPC”）を分散させたものである。リポソーム懸濁液は、まず最初に、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用してリン脂質を熱いDI水の中に分散させ、次に、実施例1のようにして均質化することにより調製した。

調製物Bは、熱いDI水10gの中に溶かした0.143gのCaCl₂・2H₂Oと0.21gのラクトース（ラクトースを用いたのは、薬剤を真似るためである）を含んでいた。脂質を含む調製物と金属を含む調製物は通常は別々に調製するが、脂質と金属を直接混合することが可能である。
混合した供給用調製物（調製物AとB）を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝100℃、出口温度＝67℃、アスピレータ＝90％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2400リットル／時である。得られた乾燥粒子の平均体積空気力学的粒子サイズは、約2.91μmであった。サイズの測定は、乾燥粉末を活性乾燥粒子吸入器を用いて分散させ、アムハースト・エーロサイザー（エーロサンプラー・モジュール）を用いて行なった。シンパテック粒子サイズ分析器で測定した粉末の平均幾何学的粒子サイズは約2.76μmであった。MDI懸濁液は、HFA 134aの中に粉末（0.55重量％）を入れることにより調製した。この懸濁液は、1分以上放置したところ、三次元的に凝集しているように見えた。粒子サイズをエーロサンプラー（アムハースト社）を用いて分析したところ、平均体積空気力学的直径は約3.48μmであった。

一般に、この実施例のマイクロ粒子は、PL：ラクトース：CaCl₂・2H₂Oの重量比がほぼ75：15：10であった。

実施例3（放出状態変更剤を含む金属イオン−脂質マイクロ粒子）
実施例3は、本発明のマイクロ粒子に放出状態変更剤としてポリビニルピロリドン（“PVP”）を組み合わせた場合である。PVPなどの放出状態変更剤を使用すると、組み込まれた薬剤がゆっくりと放出されるようになる。

金属イオン−脂質複合体をベースとした実施例3のマイクロ粒子組成物は、スプレー乾燥法で製造した。2つの調製物AとBを混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。調製物Aは、リポソーム懸濁液からなる。この懸濁液は、DI水25gの中に0.93gのDSPCを分散させたものである。リポソーム懸濁液は、まず最初に、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用してリン脂質を熱いDI水の中に分散させ、次に、実施例1のようにして均質化することによって調製した。

調製物Bは、熱いDI水10gの中に溶かした0.214gのCaCl₂・2H₂O、0.21gのラクトース（ラクトースを用いたのは、薬剤を真似るためである）、0.071gのPVP 30Kを含んでいた。混合した供給用調製物を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝100℃、出口温度＝67℃、アスピレータ＝90％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2400リットル／時である。得られた乾燥粒子の平均体積空気力学的粒子サイズは、約3.24μmであった。サイズの測定は、乾燥粉末を活性乾燥粒子吸入器を用いて分散させ、アムハースト・エーロサイザー（エーロサンプラー・モジュール）を用いて行なった。シンパテック粒子サイズ分析器で測定した粉末の平均幾何学的粒子サイズは約2.63μmであった。

実施例3のマイクロ粒子は、PL：ラクトース：CaCl₂・2H₂O：PVPの重量比がほぼ65：15：15：5であった。

実施例4（さまざまなマイクロ粒子製剤の比較）
実施例4では、スプレー乾燥させた3種類の粉末を製剤にし、製剤、組成、モルフォロジーを比較した。
A）サンプル1（発泡剤を含む金属イオン複合体）
金属イオン−脂質複合体をベースとしたこの実施例のマイクロ粒子は、スプレー乾燥法で製造した。2つの調製物AとBを混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。調製物Aは、水中フルオロカーボン型のエマルションからなる。このエマルションは、1.32gのジミリストイルホスファチジルコリン（“DMPC”）乳化剤の助けを借りてDI水27gの中に発泡剤である臭化ペルフルオロオクチル29gを分散させたものである。このエマルションは、まず最初に、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用してリン脂質を熱いDI水の中に分散させ、次に、撹拌しながらフルオロカーボンを一滴ずつ添加することによって調製した。この粗エマルションは、アヴェスチン・エマルシフレックスC5を用い、高圧下（18,000psi）にて、5段階で均質化した。

調製物Bは、熱いDI水10gの中に溶かした0.164gのCaCl₂・2H₂Oと0.164gのラクトースを含んでいた。混合した供給用調製物を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝75℃、出口温度＝55℃、アスピレータ＝90％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2500リットル／時である。

サンプル1のマイクロ粒子は、PL：ラクトース：CaCl₂・2H₂Oの重量比がほぼ80：10：10であった。乾燥粒子の平均体積空気力学的粒子サイズは、約2.3μmであった。サイズの測定は、乾燥粉末を活性乾燥粒子吸入器を用いて分散させ、アムハースト・エーロサイザー（エーロサンプラー・モジュール）を用いて行なった。
B）サンプル2（金属イオンを含まない脂質マイクロ粒子と発泡剤）
脂質をベースとしたこの実施例のマイクロ粒子組成物は、スプレー乾燥法で製造した。2つの調製物AとBを混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。調製物Aは、水中フルオロカーボン型のエマルションからなる。このエマルションは、1.32gのDMPC乳化剤の助けを借りてDI水27gの中に臭化ペルフルオロオクチル29gを分散させたものである。このエマルションは、まず最初に、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用してリン脂質を熱いDI水の中に分散させ、次に、撹拌しながらフルオロカーボンを一滴ずつ添加することによって調製した。この粗エマルションは、アヴェスチン・エマルシフレックスC5を用い、高圧下（18,000psi）にて、5段階で均質化した。

調製物Bは、熱いDI水10gの中に溶かした0.164gのラクトースを含んでいた。混合した供給用調製物を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝75℃、出口温度＝55℃、アスピレータ＝90％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2500リットル／時である。乾燥粒子の平均体積空気力学的粒子サイズは、約3.0μmであった。サイズの測定は、乾燥粉末を活性乾燥粒子吸入器を用いて分散させ、アムハースト・エーロサイザー（エーロサンプラー・モジュール）を用いて行なった。

サンプル2のマイクロ粒子は、PL：ラクトース：CaCl₂の重量比がほぼ90：10：0であった。
C）サンプル3（発泡剤を含まない金属イオン−脂質マイクロ粒子）
金属イオン−脂質複合体をベースとしたこの実施例のマイクロ粒子は、スプレー乾燥法で製造した。2つの調製物AとBを混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。

調製物Aは、リポソーム懸濁液からなる。この懸濁液は、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用してDI水28gの中に1.26gのDMPCを分散させたものである。この粗リポソームは、アヴェスチン・エマルシフレックスC5を用い、高圧下（18,000psi）にて、5段階で均質化した。
調製物Bは、熱いDI水10gの中に溶かした0.164gのCaCl₂・2H₂Oと0.164gのラクトースを含んでいた。混合した供給用調製物を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝75℃、出口温度＝55℃、アスピレータ＝90％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2500リットル／時である。

サンプル3のマイクロ粒子は、PL：ラクトース：CaCl₂・2H₂Oの重量比がほぼ80：10：10であった。乾燥粒子の平均体積空気力学的粒子サイズは、約6.4μmであった。サイズの測定は、乾燥粉末を活性乾燥粒子吸入器を用いて分散させ、アムハースト・エーロサイザー（エーロサンプラー・モジュール）を用いて行なった。
それぞれのサンプル約200mgを容積10mlの空のガラス瓶に移し、サンプル1、サンプル2、サンプル3というラベルを付けた。サンプル1とサンプル2は、粒子のモルフォロジーが似ていた（発泡剤を使用したため、両方とも粒子密度が非常に小さい）。サンプル2（製剤中にカルシウムを含まない）は、金属イオン−脂質複合体を形成しなかった。サンプル3（すなわち金属イオン−脂質複合体が形成されたもの）は、サンプル1と同じ組成であったが、発泡剤は使用しなかった。すべてのガラス瓶を真空炉の中に入れて65℃にセットし、何らかの物理的変化が起こるかどうかを観察した。約3分後、サンプル2が融け始め、その後数分以内にそのサンプル全体が溶融した（融けて塊になった）。サンプル1とサンプル3は、合計で30分加熱したが、いかなる物理的変化も観察されなかった。サンプル1とサンプル2は粒子のモルフォロジーが同じであるが、サンプル2は金属イオン−脂質複合体を形成しなかった。サンプル3（すなわち金属イオン−脂質複合体が形成されたもの）は、サンプル1と同じ組成であったが、発泡剤は使用しなかった。これら3つの製剤は、安定性が金属イオン−脂質複合体の形成に起因するものであり、粒子のモルフォロジーとは関係ないことを示している。モルフォロジーは、粒子の密度と空気力学的サイズにだけ影響を与えるのであろう。表1には、モルフォロジーと金属イオン−脂質複合体形成が粒子のサイズと安定性に及ぼす効果をまとめてある。

実施例5（親油性薬剤の影響を受けない金属イオン−脂質形成）
実施例5は、親油性薬剤が、金属イオン−脂質複合体の形成に影響を与えることなくいかにしてリン脂質に組み込まれるかを示している。この実施例は、粒子を十分に安定化させるには脂質が金属イオンと複合体を形成せねばならないことも示している。

2つの調製物AとBを混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。調製物Aは、リポソーム調製物からなる。この調製物は、0.57gのインドメタシン（シグマ社）と2.0gのSPC-3乳化剤（ダイズからのホスファチジルコリンを水素化したもの）を5mlのメタノールに溶かした後、蒸発によって乾燥させることにより、インドメタシンをあらかじめSPC-3乳化剤に組み込んだものである。この混合物をDI水57gの中に分散させた。リポソーム懸濁液は、まず最初に、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用してリン脂質を熱いDI水の中に分散させることによって調製した。さらにこのリポソーム懸濁液は、アヴェスチン・エマルシフレックスC5を用い、高圧下（18,000psi）にて5段階で均質化した。本発明を実施するにあたって、薬剤または活性成分は、従来法ですでに形成してあるマイクロ粒子に添加することもできる。

調製物Bは、熱いDI水5gの中に0.286gのCaCl₂・2H₂Oを溶かしたものであった。調製物AとBを混合し、その混合した供給用調製物を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝85℃、出口温度＝58℃、アスピレータ＝83％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2400リットル／時である。得られたマイクロ粒子は、PL：インドメタシン：CaCl₂・2H₂Oの重量比が70：20：10であった。平均体積空気力学的粒子サイズは、約2.150μmであった。サイズの測定は、乾燥粉末を活性乾燥粒子吸入器を用いて分散させ、アムハースト・エーロサイザー（エーロサンプラー・モジュール）を用いて行なった。

次に、スプレー乾燥による粉末（50mg）を手でアルミニウム製キャニスター（プレスパート社）に入れ、真空炉の中で40℃（25mmHg）にて24時間にわたって乾燥させた。pMDIバルブ（DF 30/50、ヴァロア社）をキャニスターに取り付けてシールし（別のセットはガラス瓶に取り付けた）、過剰圧下でバルブの柄部を通じてキャニスターに10gのHFA-134a（デュポン社）を充填した。最初の粒子サイズは、USPプロトコルに合致した8段アンダーセン・カスケード式インパクターを用い、各段の薬剤濃度を測定することによって測定した。pMDIの分析結果によると、粒子サイズは3.84μmで、微粒子分率は61％であった。微粒子分率は、肺の呼吸可能な領域に堆積された薬剤（すなわち第2段〜フィルタ［F］）を、装置から出た合計量（すなわち第-1段〜第F段）で割った数値を％で表示した値として定義される。懸濁液は、1分以上放置した後も非常に安定であり、ミルクのような外観であった。

次に、乾燥粉末100mgを容積5mlのガラス瓶に移し、90℃で30分間にわたって加熱した。このサンプルを冷却し、53mgをアルミニウム製キャニスター（プレスパート社）に移し、真空炉の中で40℃（25mmHg）にて24時間にわたって乾燥させた。pMDIバルブ（DF 30/50、ヴァロア社）をキャニスターに取り付けてシールし（別のセットはガラス瓶に取り付けた）、過剰圧下でバルブの柄部を通じてキャニスターに10gのHFA-134a（デュポン社）を充填した。pMDIの分析結果によると、粒子サイズは4.30μmで、微粒子分率は49％であった。

上記の実験と同様の実験を行なったが、マイクロ粒子は、PL：インドメタシン：CaCl₂・2H₂Oの重量比が76：21：3であった。この製剤に関するpMDIの粒子サイズは3.93μmで、微粒子分率は56％であった。このサンプルを90℃で30分加熱すると、サンプル全体が3分も経たないうちに融けた。

実施例6（金属として塩化マグネシウムを使用）
実施例6は、他の金属イオンを用いて金属イオン−脂質複合体を形成することにより粉末を安定化させうることを示している。

2つの調製物AとBを混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。調製物Aは、リポソーム調製物からなる。この調製物は、0.54gのインドメタシン（シグマ社）と1.92gのSPC-3乳化剤（ダイズからのホスファチジルコリンを水素化したもの）を5mlのメタノールに溶かした後、蒸発によって乾燥させることにより、インドメタシンをあらかじめSPC-3乳化剤に組み込んだものである。この混合物をDI水57gの中に分散させた。このリポソーム懸濁液は、まず最初に、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用してリン脂質／薬剤を熱いDI水の中に分散させることによって調製した。さらにこのリポソーム懸濁液は、アヴェスチン・エマルシフレックスC5を用い、高圧下（18,000psi）にて、5段階で均質化した。

調製物Bは、熱いDI水5gの中に0.395gのMgCl₂・6H₂Oを溶かしたものであった。混合した供給用調製物を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝85℃、出口温度＝59℃、アスピレータ＝83％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2400リットル／時である。得られたマイクロ粒子は、PL：インドメタシン：MgCl₂・6H₂Oの重量比が70：20：10であった。平均体積空気力学的粒子サイズは、約2.390μmであった。サイズの測定は、乾燥粉末を活性乾燥粒子吸入器を用いて分散させ、アムハースト・エーロサイザー（エーロサンプラー・モジュール）を用いて行なった。

スプレー乾燥による粉末（50mg）を手でアルミニウム製キャニスター（プレスパート社）に入れ、真空炉の中で40℃（25mmHg）にて24時間にわたって乾燥させた。pMDIバルブ（DF 30/50、ヴァロア社）をキャニスターに取り付けてシールし（別のセットはガラス瓶に取り付けた）、過剰圧下でバルブの柄部を通じてキャニスターに10gのHFA-134a（デュポン社）を充填した。懸濁液は、1分以上放置した後も非常に安定であり、ミルクのような外観であった。最初の粒子サイズは、USPプロトコルに合致した8段アンダーセン・カスケード式インパクターを用い、各段の薬剤濃度を測定することによって測定した。pMDIの分析結果によると、粒子サイズは3.93μmで、微粒子分率は56％であった。微粒子分率は、肺の呼吸可能な領域に堆積された薬剤（すなわち第2段〜フィルタ［F］）を、装置から出た合計量（すなわち第-1段〜第F段）で割った数値を％で表示した値として定義される。

実施例7（金属イオンが安定性に及ぼす効果）
金属イオン−脂質複合体をベースとしたマイクロ粒子からなる2種類の乾燥医薬調製物をスプレー乾燥法によって製造し、これら2つの組成物（サンプル4とサンプル5）における熱安定性の違いを明らかにした。サンプル4は、金属イオン−脂質複合体を形成するのに必要な量のカルシウムを含んでいなかったが、サンプル5は金属イオン−脂質複合体を形成した。
A）サンプル4とサンプル5
サンプル4とサンプル5の両方とも、以下のようにして調製した。2つの調製物AとBを混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。調製物Aは、DI水25gの中にDSPC乳化剤0.75gを入れたものである。この調製物は、まず最初に、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用して熱いDI水の中にリン脂質を分散させることによって調製した。この粗リポソームは、アヴェスチン・エマルシフレックスC5を用い、高圧下（18,000psi）にて、5段階で均質化した。

調製物Bは、熱いDI水10gの中に溶かした0.079gのCaCl₂・2H₂O（サンプル4）または0.165gのCaCl₂・2H₂O（サンプル5）と、0.74ｇのラクトースを含んでいた。混合した供給用調製物を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝100℃、出口温度＝70℃、アスピレータ＝90％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2500リットル／時である。サンプル4のマイクロ粒子は、PL：ラクトース：CaCl₂・2H₂Oの重量比が48：47：5であった。サンプル5のマイクロ粒子は、PL：ラクトース：CaCl₂・2H₂Oの重量比が45：45：10であった。

それぞれの乾燥粉末約200mgを容積10mlの空のガラス瓶に移し、サンプル4、サンプル5というラベルを付けた。サンプル4は塩化カルシウムの量が少なく、サンプル5は塩化カルシウムの量が多かった。両方のガラス瓶を真空炉に入れて100℃にセットし、何らかの物理的変化が起こるかどうかを観察した。約20分後、サンプル4が融け始め、その後数分以内にそのサンプル全体が溶融した（融けて塊になった）。サンプル5は、合計で60分加熱したが、いかなる物理的変化も観察されなかった。乾燥粒子（サンプル5）の平均体積空気力学的粒子サイズは、加熱前も加熱後も約2.2μmであった。サイズの測定は、乾燥粉末を活性乾燥粒子吸入器を用いて分散させ、アムハースト・エーロサイザー（エーロサンプラー・モジュール）を用いて行なった。

この実施例は、金属イオン−脂質複合体を形成して十分に安定化させることの重要性を示している。少量のカルシウムは乾燥剤として機能するのであり、カルシウムがリン脂質の状態を変えて水の吸収によるマイナスの効果を減らすことはない。増幅プロセス（Ahlneck、1990年、Int. J. Pharm.、第62巻、87〜95ページ）が、金属イオン−脂質複合体を形成して十分に安定化させることの第2の理由である。

実施例8（水分がマイクロ粒子の安定性に及ぼす効果）
この実施例は、実施例7のサンプルを水と接触させて水蒸気を吸収するようにした場合、水の可塑化効果により、T_gがほぼゴードン−テイラーの式：
T_gmix ＝ ｛（w₁T_g1）＋（Kw₂T_g2）｝／（w₁＋Kw₂） （6）
に従って低下することを示す。図2は保管温度と含水量の関係を示すグラフであり、吸収された水の量が増えるにつれてT_gが低下する効果が具体的に示されている。両方の粉末が水を10％吸収したと仮定しよう。サンプル4の場合にはT_gが80℃から20℃まで低下することになる。したがって、粉末を40℃で保管するのであれば、得られた粒子は非常に不安定になろう。これとは対照的に、サンプル5は、T_gが120℃から約50℃まで低下することになり、たとえ40℃で保管してもサンプル4よりはるかに安定であろう。

実施例9（対イオンが熱安定性に及ぼす効果）
実施例9では、2種類の乾燥医薬調製物マイクロ粒子をスプレー乾燥法で製造し、両方の組成物の熱安定性の違いを示す（一方では金属イオン−脂質複合体（実施例6）と競合する対イオンのネガティブな効果が見られるのに対し、他方のサンプル（実施例7）ではそのようなことはない）。
A）サンプル6（複合体の形成を妨げる対イオンを含む金属イオン−脂質複合体）
3つの調製物（調製物A、B、C）を混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。調製物Aは、水中フルオロカーボン型のエマルションからなる。このエマルションは、4.75gのDSPC乳化剤の助けを借りてDI水198gの中に臭化ペルフルオロオクチル191gを分散させたものである。このエマルションは、まず最初に、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用してリン脂質を熱いDI水の中に分散させ、次に、撹拌しながらフルオロカーボンを一滴ずつ添加することによって調製した。粗エマルションは、アヴェスチン・エマルシフレックスC5を用い、高圧下（18,000psi）にて、5段階で均質化した。

調製物Bは、DI水5gの中に溶かした0.413gのCaCl₂・2H₂Oを含んでいた。調製物Cは、熱いDI水46gの中に溶かした5.17gの硫酸アルブテロールUSP（“AI”）（気管支拡張薬）を含んでいた。混合した供給用調製物を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝85℃、出口温度＝61℃、アスピレータ＝82％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2500リットル／時である。得られたサンプル6のマイクロ粒子は、PL：AI：CaCl₂・2H₂Oの重量比がほぼ46：50：4であった。サンプル6は、デラマリー、2000年、17 Pharm. Res.、第2巻、168〜174ページに記載されているのと同じ組成であった。

このサンプルは、カルシウムを添加しても必ずしも金属イオン−脂質複合体を形成することはない。対イオンが金属イオン−脂質複合体の形成と競合しているのであれば、水の吸収という害のある効果に対して粉末を安定に保つのに重要な役割を果たすT _g が最終製品において改善されることはなかろう。カルシウムは単に乾燥剤として機能するのであり、そのカルシウムがリン脂質の状態を変えて水の吸収によるマイナスの効果を減らすことはない。
B）サンプル7（対イオンを含まない金属イオン−脂質複合体）
2つの調製物AとBを混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。調製物Aは、リポソーム懸濁液からなる。この懸濁液は、DI水190gの中に5.714gのジステアロイルホスファチジルコリン（DSPC）を分散させたものである。リポソーム懸濁液は、まず最初に、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用してリン脂質を熱いDI水の中に分散させることによって調製した。この粗リポソーム懸濁液は、アヴェスチン・エマルシフレックスC5を用い、高圧下（18,000psi）にて、5段階で均質化した。

調製物Bは、熱いDI水16gの中に溶かした／分散させた0.95gのCaCl₂・2H₂Oと、アルブテロールを含まない微粒化塩基2.86gを含んでいた。混合した供給用調製物を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝85℃、出口温度＝61℃、アスピレータ＝85％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2400リットル／時である。得られたサンプル7のマイクロ粒子は、PL：アルブテロールを含まない塩基：CaCl₂・2H₂Oの重量比がほぼ60：30：10であった。

両方のサンプルを炉の中で60℃にて1時間にわたって乾燥させた後、実験に使用した。それぞれの乾燥粒子約200mgを容積10mlの空のガラス瓶に移し、サンプル6、サンプル7というラベルを付けた。サンプル6は、カルシウムがリン脂質と実際に結合するときに競合する硫酸アルブテロールを含んでいるのに対し、サンプル7は、カルシウム−リン脂質複合体と競合する化合物を含んでいない。サンプル6を真空炉に入れて100℃にセットし、何らかの物理的変化が起こるかどうかを観察した。約25分後、サンプル6が融け始め、その後数分以内にそのサンプル全体が溶融した。サンプル7は、相転移温度が100℃を超えることが予想される。というのも、金属イオン−脂質複合体の形成を妨げる対イオンが存在していないからである。サンプル6に対して示差走査熱量計アッセイ（メトラー・トレド・スター）を行なったところ、相転移温度が58℃（DSPCのゲル−液晶転移に対応）になることがわかった。

次に、スプレー乾燥により得られたサンプル6の粉末を手でアルミニウム製キャニスター（プレスパート社）に入れ、真空炉の中で40℃（25mmHg）にて3〜4時間にわたって乾燥させた。pMDIバルブ（BK RB700、ベスパック社）をキャニスターに取り付けてシールし、パマソル（プフェフィコン社）モデル2005を用いて過剰圧下でバルブの柄部を通じてキャニスターに10gのHFA-134a（デュポン社）を充填した。最初の粒子サイズは、USPプロトコルに合致した8段アンダーセン・カスケード式インパクターを用い、各段の薬剤濃度を測定することによって測定した。キャニスターをインキュベータの中に保管し、USPに従って40℃、75％RHの状態に維持し、安定性加速試験を行なった。サンプルを1ヶ月後、3ヶ月後、6ヶ月後に取り出した。粒子サイズは、アンダーセン・カスケード式インパクターを用いて測定した。質量中央値空気力学的径（MMAD）と幾何標準偏差（GSD）は、実験的に得られた累積関数を、2パラメータ・フィッティング・ルーチン（サイエンティスト、マイクロマス社）を用いて対数正規分布にフィッティングすることによって評価した。

質量 ＝［1＋erf｛（ln D_acr − ln MMAD）／ln GSD｝］／2 （7）
この式において、従属変数は、所定の段に堆積された薬剤の質量であり、独立変数D_acrは、製造時の所定の段における空気力学的径の値である。
図3は、pMDIに対する高ストレス条件（40℃／75％RH）の効果を示すグラフである。サンプル6では、金属−脂質複合体と競合する対イオンのネガティブな効果が見られる。サンプル6は、T _g が約58℃である。金属−脂質複合体の形成を促進してT _g を約90℃以上にすると、サンプル6に見られるような保管後の製剤の性能低下を避けることができよう。図4は、2つの異なる製剤について保管温度を40℃にした場合に、T _g が保管温度まで低下する臨界含水量（％）と“乾燥” T _g の理論的関係を示すグラフであり、臨界含水量はこの図4から計算される。カルシウム−リン脂質複合体の形成を妨げる硫酸アルブテロール製剤は、構造が40℃で崩壊する前は水をほんの3％までしか吸収することができないのに対し、カルシウム−リン脂質複合体の形成を妨げない、アルブテロールを含まない塩基製剤は、40℃で11重量％まで耐えることができる（ゴードン−テイラーの式に基づく理論値）。

可溶性の大きな金属イオンを大量に用いると、対イオンのマイナス効果に打ち勝つことができると思われる。硫酸アルブテロール（サンプル6）の代わりにアルブテロールを含まない塩基（サンプル7）を含有する調製物を製造することにより、カルシウム−リン脂質複合体の形成に対イオンが及ぼすマイナス効果が消えることが予想される。

実施例10（発泡剤とブデソニドを含む金属イオン−脂質マイクロ粒子、発泡剤を含まずブデソニドを含む金属イオン−脂質マイクロ粒子）
実施例10は、発泡剤ありの場合となしの場合にブデソニドをカルシウム−リン脂質複合体にしたときの懸濁液の安定性と分散度を示している。
A）サンプル8（発泡剤を含む金属イオン−脂質マイクロ粒子）
2つの調製物AとBを混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。調製物Aは、水中フルオロカーボン型のエマルションからなる。このエマルションは、1.30gのSPC-3乳化剤（ダイズのホスファチジルコリンを水素化したもの）の助けを借りてDI水33gの中に臭化ペルフルオロオクチル26gを分散させたものである。このエマルションは、まず最初に、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用してリン脂質を熱いDI水の中に分散させ、次に、撹拌しながらフルオロカーボンを一滴ずつ添加することによって調製した。この粗エマルションは、アヴェスチン・エマルシフレックスC5を用い、高圧下（18,000psi）にて、5段階で均質化した。

調製物Bは、熱いDI水4gの中に溶かした／分散させた0.162gのCaCl₂・2H₂Oと0.162gのブデソニドを含んでいた。混合した供給用調製物を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝85℃、出口温度＝62℃、アスピレータ＝100％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2400リットル／時である。得られたサンプル8のマイクロ粒子は、PL：ブデソニド：CaCl₂・2H₂Oの重量比がほぼ80：10：10であった。乾燥粉末の平均体積空気力学的粒子サイズは、約4.1μmであった。サイズの測定は、乾燥粉末を活性乾燥粒子吸入器を用いて分散させ、アムハースト・エーロサイザー（エーロサンプラー・モジュール）を用いて行なった。
B）サンプル9（発泡剤を含まない金属イオン−脂質マイクロ粒子）
2つの調製物AとBを混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。調製物Aは、リポソーム懸濁液からなる。このリポソーム懸濁液は、DI水47gの中に1.90gのSPC-3乳化剤（ダイズのホスファチジルコリンを水素化したもの）を分散させたものである。このリポソーム懸濁液は、まず最初に、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用してリン脂質を熱いDI水の中に分散させることによって調製した。この粗リポソームは、アヴェスチン・エマルシフレックスC5を用い、高圧下（18,000psi）にて、5段階で均質化した。

調製物Bは、熱いDI水4gの中に溶かした／分散させた0.238gのCaCl₂・2H₂Oと0.238gのブデソニドを含んでいた。混合した供給用調製物を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝85℃、出口温度＝62℃、アスピレータ＝100％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2400リットル／時である。乾燥粉末の平均体積空気力学的粒子サイズは、約4.2μmであった。サイズの測定は、乾燥粉末を活性乾燥粒子吸入器を用いて分散させ、アムハースト・エーロサイザー（エーロサンプラー・モジュール）を用いて行なった。得られたサンプル9のマイクロ粒子は、PL：ブデソニド：CaCl₂・2H₂Oの重量比がほぼ80：10：10であった。

次に、スプレー乾燥により得られた粉末（50mg）を手でアルミニウム製キャニスター（プレスパート社）に入れ、真空炉の中で40℃（25mmHg）にて24時間にわたって乾燥させた。pMDIバルブ（DF 30/50、ヴァロア社）をキャニスターに取り付けてシールし（別のセットはガラス瓶に取り付けた）、過剰圧下でバルブの柄部を通じてキャニスターに10mgのHFA-134a（デュポン社）を充填した。最初の粒子サイズは、USPプロトコルに合致した8段アンダーセン・カスケード式インパクターを用い、各段の薬剤濃度を測定することによって測定した。

微粒子分率は、肺の呼吸可能な領域に堆積された薬剤（すなわち第2段〜フィルタ［F］）を、装置から出た合計量（すなわち第-1段〜第F段）で割った数値を％で表示した値として定義される。
表IIに、pMDIの中でHFA 134aを用いてブデソニドをカルシウム−リン脂質複合体にしたものの粒子サイズをまとめてある。

サンプル8（発泡剤あり）の走査電子顕微鏡写真を図5Aと図5Bに示す。表面積が広く、粒子表面には複数の凹部が存在していることがわかる。凹部は、ほぼ半球形である。

次に、粉末を乾燥粉末吸入器（フローキャップス、オビオーネ社、リスボン、ポルトガル国）の中でテストした。USPプロトコルを変更して粒子の跳ね返りと同伴が最小になるようにした。プレート2〜7を裏返し、ゲルマン#60010A/Eガラス繊維フィルタを充填し、4mlのDI水をその上に注いだ。粉末は、オビオーネ社のフローキャップスDPI装置から5秒間にわたって出て、28.3リットル／分の真空源に入った。次に、アンダーセン・インパクターを分解し、100％メタノールで抽出した。抽出液を14,000rpmで30分間にわたって遠心分離し、アッセイの邪魔になる可能性のあるガラス繊維を分離した。UV分光光度法により、波長242nmにおいて、ブランクに対してブデソニドの定量を行なった。表IIには、受動的乾燥粒子吸入器（フローキャップス、オビオーネ社）を用いてブデソニドをカルシウム−リン脂質複合体にしたものの粒子サイズをまとめてある。

サンプル9（発泡剤なし）の走査電子顕微鏡写真を図6Aと図6Bに示す。図5Aと図5Bに示したサンプル8とは異なり、図6Aと図6Bのサンプル9では表面積が狭いことと、大きな凹部が存在していないことに注意されたい。

サンプル8とサンプル9の唯一の違いは、サンプル8が、粒子の密度を小さくするために発泡剤を用いて製造されていることである。サンプル8とサンプル9のバルク密度の測定結果は、それぞれ0.03g/ml、0.1g/mlであった。サンプル8とサンプル9の両方とも、pMDIと乾燥粒子吸入器で評価するとよい性能を示した。両方の粒子で観測された主な違いは、バルク密度である。これは、サンプル8（図5Aと図5B）に見られる広範な凹部が原因であろう。金属イオン−脂質複合体が可塑性を有するため、サンプル9のマイクロ粒子の表面は、図6Aと図6Bに示したようにシワになっていて多数の空孔が存在することはない。両方のサンプルを推進剤HFA 134aに分散させた懸濁液は、どちらも、サンプルを1分間以上放置した後もミルクのような外観であった。

実施例11（ヘモシアニンを含む金属イオン−脂質マイクロ粒子）
実施例11は、活性が維持された多数のタンパク質を含む金属イオン−脂質複合体マイクロ粒子の製造が可能であることを示す。

金属イオン−脂質複合体をベースとしたこの実施例のマイクロ粒子組成物は、スプレー乾燥法で製造した。3つの調製物A、B、Cを混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。調製物Aは、DI水40gの中にリポイドEPC-3（卵のホスファチジルコリンを水素化したもの）0.75gを分散させたものである。このリポソームは、まず最初に、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用することによって調製した。この粗リポソームは、アヴェスチン・エマルシフレックスC5を用い、高圧下（18,000psi）にて、5段階で均質化した。

調製物Bは、熱いDI水10gの中に溶かした0.107gのCaCl₂・2H₂Oと0.107gのラクトースを含んでいた。調製物Cは、ダルベッコのPBS緩衝液2mlに溶かしたスカシ貝メガトゥーラ・クレヌラータからのヘモシアニン（分子量3×10⁸〜7.5×10⁸）10mgを含んでいた。調製物AとBを混合し、この調製物のアリコート（6.5g）をタンパク質調製物Cと混合した。混合した供給用調製物を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝85℃、出口温度＝62℃、アスピレータ＝90％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2500リットル／時である。得られたマイクロ粒子は、PL：ヘモシアニン：CaCl₂・2H₂Oの重量比がほぼ80：10：10であった。タンパク質の活性は、ELISPOTバイオアッセイ法で確認した。この方法では、T細胞がサイトカインを産生する能力をマイクロ粒子の存在下と不在下で測定する。その結果を、調製したばかりのヘモシアニンと比較したところ、マイクロ粒子に組み込まれたヘモシアニンの活性は、基準ヘモシアニン調製物と同じ大きさであった。

実施例12（インスリンを含む金属イオン−脂質マイクロ粒子）
実施例12は、糖尿病を治療するため本発明のリン脂質−金属イオンにインスリンを組み込むと、このリン脂質−金属イオンが、肺に供給されるインスリンの浸透促進剤として機能することを示す。インスリンはすでに肺胞界面活性タイプの媒体に組み込まれているため、この方法によって肺組織へのインスリンの吸収が促進されるはずである。

金属イオン−脂質複合体をベースとしたこの実施例の安定な乾燥医薬調製物は、スプレー乾燥法で製造した。2つの調製物AとBを混合し、その直後にスプレー乾燥させることにより、水性調製物を調製した。調製物Aは、DI水50gの中に水素化したダイズのホスファチジルコリン1.71gを分散させたリポソーム懸濁液である。このリポソーム懸濁液は、まず最初に、T-25ウルトラターラックスを9000rpmで約5分間使用することによって調製した。調製物Bは、DI水10gの中に溶かした0.286gのCaCl₂・2H₂Oとインスリンの亜鉛塩（シグマ社）0.86gを含んでいた。インスリンの亜鉛塩は、1MのHClを用いて酸性化することによって溶解させた。混合した供給用調製物を、標準的なB-191ミニスプレー乾燥装置を用い、スプレー乾燥させた。そのときの条件は、入口温度＝85℃、出口温度＝63℃、アスピレータ＝85％、ポンプ＝2.2ml/分、窒素流＝2400リットル／時である。得られたマイクロ粒子は、PL：CaCl₂・2H₂O：インスリンの重量比がほぼ60：10：30であった。

実施例13（単一の調製物原料）
熱いDI水51gの中にすべての溶質（CaCl₂・2H₂Oとブデソニド）が含まれた単一の水性調製物にリン脂質（SPC-3）を注ぎ、均質化し、スプレー乾燥させることにより、実施例10の粒子であるサンプル9を調製した。実施例10のサンプル9と同様の粒子が得られた。

実施例14（密度と屈折率（分極率）が大きくなった粒子）
実施例10におけるサンプル9の調製方法を利用し、CaCl₂・H₂Oの濃度が4倍になった粒子を製造した。上記実験で利用したブデソニド0.238gの代わりに0.852gのCaCl₂・H₂Oを用いたことで、PL：ブデソニド：CaCl₂・2H₂Oの重量比がほぼ61：30：9になった。過剰量の塩化カルシウムにより、金属イオン−脂質複合体が形成されることに加え、最終粒子の密度が大きくなってMDI推進剤の密度により近づき、クリーム化する割合が低下して、より正確な投与量が得られる。同様の効果が、実施例10のサンプル9の処方に塩化ナトリウム0.714gを添加することによって得られることが期待される。これらの処方は、MDIの投与量が一定であることが非常に重要な場合に大変好ましかろう。

実施例15（炭酸カルシウムの形成を利用した、ゆっくりと溶解する粒子）
実施例11と同様にして、実施例11の粒子を調製した。ただし、4倍量のCaCl₂・H₂Oを使用した。すなわち、実施例11における0.107gのCaCl₂・H₂Oの代わりに0.428gのCaCl₂・H₂Oを用いた。次に、このようにして形成した粒子に、二酸化炭素を、粒子形成中にスプレー乾燥用ガス流にして、あるいは粒子形成後にガス／真空チェンバー内で接触させた。二酸化炭素が粒子中に存在する過剰なカルシウムと反応することにより、ゆっくりと溶解する炭酸カルシウムが粒子の表面に形成される。この炭酸カルシウムが、粒子の溶解を遅くし、したがって体内でヘモシアニンが粒子からゆっくりと放出されるようにする。粒子の表面に炭酸カルシウムを形成する別の方法は、スプレー乾燥中に、あるいは真空チェンバー内で、粒子に揮発性の炭酸塩（例えば炭酸アンモニウム）の蒸気を当てることであろう。炭酸アンモニウムが塩化カルシウムと反応して炭酸カルシウムと揮発性の塩化アンモニウムを発生させるため、この方法は、粒子のpHを大きく変化させることがないという利点を有することになろう。

実施例16（ゆっくりと溶解する脂肪酸塩の粒子）
塩化カルシウムを過剰にする実施例14の処方は、さらに変更することができる。そのためには、ステアリン酸ナトリウムを添加する。すなわち、リン脂質10重量％の代わりに同じ重量のステアリン酸ナトリウムを用いる。その後、分散させ、均質化する。スプレー乾燥の際には、過剰なカルシウム・イオンの一部が、水に溶けないステアリン酸カルシウムを粒子内に形成することになる。そのため粒子の溶解が遅くなり、粒子に含まれる活性成分がゆっくりと放出される。水に溶けないカルシウム塩を形成する他の脂肪酸または脂肪酸塩を使用することもできる。

実施例17（沈殿と競合イオンの効果の回避）
粒子に含まれる塩化カルシウムのモル数が、リン脂質のモル数と硫酸アルブテロールの2倍のモル数を合計した値を超えている場合には、受容可能な粒子を実施例9のサンプル6の処方に従って形成することができる。この場合、変更したスプレー乾燥装置の噴霧ノズルを用い、カルシウム・イオンを含む溶液Bを、溶液AとC（リン脂質と硫酸アルブテロールを含む溶液）をあらかじめ混合した調製物と混合した直後にスプレー乾燥させる。このようにして形成された安定な粒子は過剰なカルシウム・イオンを含んでいるため、硫酸イオンの競合効果に打ち勝つことができ、したがって上記の金属イオン−脂質複合体がやはり形成される。硫酸塩を含む溶液をカルシウム・イオンを含む溶液と混合した直後にスプレー乾燥させると、硫酸カルシウムがスプレーの途中で沈殿し、したがって粒子サイズが分布するというマイナス効果が回避される。

実施例18（インスリンを含む金属イオン−脂質マイクロ粒子を用いた糖尿病の治療）
実施例18は、本発明を利用してヒトまたは動物のI型またはII型の糖尿病を治療する方法を示している。

この実施例では、インスリンを含む実施例12のマイクロ粒子を用いてI型またはII型の糖尿病を患っている患者を治療できることを示す。インスリンを含む実施例12のマイクロ粒子組成物を形成した後、この組成物を、DPI、pMDI、ネブライザー、散布器、液体投与用吸入装置の収容部に導入し、任意の従来法でエーロゾル化する。次に、患者がDPIまたはpMDIのマウスピースを口に当て、長くて深い呼吸をすることにより、インスリンを含むマイクロ粒子を、エーロゾル化した懸濁液として肺の中に取り込む。

エーロゾル化したインスリン含有マイクロ粒子を患者の肺に入れて糖尿病を治療するこの方法は、インスリンの皮下注射と比べて多くの利点がある。例えば、使いやすいこと、インスリンが素早く吸収されること、グルコースの応答が早いことなどの利点である。この方法で全身にインスリンを供給する効率は、約40％〜80％であると考えられている。1回の吸入によるインスリン投与量は、個々のマイクロ粒子に含まれるインスリンの割合によって異なるが、一般には1回の吸入で0.25mg〜5mgの範囲である。一般に、1回の呼吸で投与するのが望ましいインスリンの合計投与量は、約0.5mg〜約20mgの範囲であろう。

常にUSP単位で表わされるインスリン投与量は、血液と尿に含まれるグルコースの測定結果に基づいている必要があり、最適な治療効果が得られるよう、注意深く個別対応せねばならない。小児科患者の若年性糖尿病を治療する場合、本発明によるインスリン含有マイクロ粒子を肺内投与するにあたって1回の呼吸で投与する量に関する一般的な指針は、本発明の金属イオン−脂質粒子によって投与されるインスリンの重量と、皮下注射で導入する場合のインスリンの重量の比が、約1〜1.5：1というものである。大人の患者では、この比が約2：1になる。

実施例19（ヒト成長ホルモンの投与）
実施例19は、本発明を利用してヒトや動物にヒト成長ホルモンを投与する方法を示している。

この実施例では、酢酸セルモレリン（29個のアミノ酸からなるアミド化された合成ペプチドの酢酸塩、GRF 1〜29-NH₂）を投与して成長が十分でない子どもにおける突発性成長ホルモン欠乏症の治療を行なう方法を示す。実施例12の方法（ただしHClで酸性化する操作は行なわない）に従い、インスリンの代わりにセルモレリンを用いて金属イオン−脂質マイクロ粒子を形成する。次に、酢酸セルモレリンを含むマイクロ粒子組成物を、DPI、pMDI、ネブライザー、散布器、液体投与用吸入装置の収容部に導入し、任意の従来法でエーロゾル化する。次に、患者がDPIまたはpMDIのマウスピースを口に当て、長くて深い呼吸をすることにより、酢酸セルモレリンを含むマイクロ粒子を、エーロゾル化した懸濁液として肺の中に取り込む。

酢酸セルモレリンを含むマイクロ粒子の投与量は、一般に、1日1回、就寝前に体重1kg当たり0.02〜0.04mgである。骨端が癒合したとき、治療を中止すべきである。身長を毎月測定し、子どもが年齢相応に成長していることを確認する必要がある。反応のなかった患者については、反応しなかった原因を調べる必要がある。

実施例20（トブラマイシンの投与）
実施例20は、金属イオン−脂質をベースとした本発明のマイクロ粒子を用いてさまざまな抗生物質を投与する方法を示している。

機械呼吸をしている患者が院内感染により肺炎になり、全身レベルではなく肺に高濃度の抗生物質を投与することが望ましい状態になったときには、抗生物質を、DPI、pMDI、散布器、液体投与用吸入装置、ネブライザーを通じて肺に供給することが望ましかろう。スペクトルの広い抗生物質を用いると毒性の問題がある場合にも、抗生物質を肺に供給するとよかろう。抗生物質として、アミノグリコシド（例えばトブラマイシン）、アンサマイシン（例えばリファマイシン）、ペニシリン、クロラムフェニコール系の抗生物質、ペプチド（例えばバンコマイシン）、リノサミド（例えばリンコマイシン）、マクロライド（例えばエリスロマイシン）、テトラサイクリン（例えばテトラサイクリン）を本発明の金属イオン−脂質マイクロ粒子と組み合わせて肺に投与することができる。製剤は、臨床上の必要性に応じ、全身で吸収が可能なもの、または全身では吸収されないものにすることができる。

この実施例では、細菌性肺炎の治療にトブラマイシンを投与する例を示す。金属イオン−脂質マイクロ粒子を、実施例7に示したサンプル5の形成法に従って形成する。ただし、ラクトースの代わりにトブラマイシンを含む市販の塩基を用いる。得られたトブラマイシン・金属イオン−脂質複合体を、DPI、pMDI、ネブライザー、散布器、液体投与用吸入装置の収容部に導入し、任意の従来法でエーロゾル化する。次に、患者がDPIまたはpMDIのマウスピースを口に当て、長くて深い呼吸をすることにより、トブラマイシン・金属イオン−脂質複合体を、エーロゾル化した懸濁液として肺の中に取り込む。

大人での投与量は、肺炎のステージすなわち重症度に応じて異なるが、腎機能が正常であると仮定すると、8時間ごとにトブラマイシンを0.5〜1mg/kgの範囲で投与することが可能である。ただし、1日に2.5mg/kgを超えてはならない。

実施例21（エタンブトールの投与）
実施例21は、金属イオン−脂質をベースとした本発明のマイクロ粒子をエタンブトールと組み合わせ、抗結核剤として用いる方法を示している。

肺結核の患者では、抗結核剤を感染部位に直接導入することが望ましかろう。エタンブトールを全身投与すると目の輝板が脱色されるという副作用が発生し、視力が失われる恐れがある。この薬剤を感染している肺の中心に直接投与すると、全身に投与される薬剤の量が少なくなることが期待される。この実施例では、エタンブトールを投与して肺結核を治療する例を示す。金属イオン−脂質マイクロ粒子を、実施例7に示したサンプル5の形成法に従って形成する。ただし、ラクトースの代わりに市販のエタンブトールヒドロクロリドを用いる。得られたエタンブトール・金属イオン−脂質複合体を、DPI、pMDI、ネブライザー、散布器、液体投与用吸入装置の収容部に導入し、任意の従来法でエーロゾル化する。次に、患者がDPIまたはpMDIのマウスピースを口に当て、長くて深い呼吸をすることにより、エタンブトール・金属イオン−脂質複合体を、エーロゾル化した懸濁液として肺の中に取り込む。

投与量は、結核のステージによって異なるが、以前に抗結核療法を受けたことのない大人の患者では、24時間ごとにエタンブトールヒドロクロリドを15mg/kg、以前に抗結核療法を受けたことのある大人の患者では、24時間ごとにエタンブトールヒドロクロリドを25mg/kgにすることが可能である。投与は1日に一度だけにせねばならない。エタンブトールヒドロクロリドは、13歳未満の子どもに使用してはならない。

実施例22（イブプロフェンの投与）
この実施例は、金属イオン−脂質をベースとした本発明のマイクロ粒子をイブプロフェンと組み合わせて用いる方法を示している。

肺内に供給する薬剤は生体で素早く利用されるため、鎮痛剤は肺に供給することが望ましかろう。鎮痛剤を経口で供給することでときどき起こるGI合併症を避けるため、鎮痛剤を肺に直接供給することも望ましかろう。この実施例では、非ステロイド系の消炎鎮痛剤であるイブプロフェンを、実施例7に示したサンプル5の形成法に従って、本発明の金属イオン−脂質マイクロ粒子と組み合わせる。イブプロフェンを本発明の金属イオン−脂質マイクロ粒子と組み合わせるにあたり、市販のイブプロフェンを利用することができる。得られたイブプロフェン・金属イオン−リン脂質複合体を、DPI、pMDI、液体投与用吸入装置、ネブライザー、散布器の収容部に導入し、任意の従来法でエーロゾル化する。次に、患者がDPIまたはpMDIのマウスピースを口に当て、長くて深い呼吸をすることにより、イブプロフェン含有マイクロ粒子組成物を、エーロゾル化した懸濁液として肺の中に取り込む。

大人での投与量は、1回の吸入で100〜150mgの範囲が可能であるが、リューマチや変形性関節炎などの炎症症状に対しては、1回の吸入量が400〜600mgを超えてはならない。1日の合計投与量は3gを超えてはならない。若年性関節炎に対する投与量は、体重が20kg未満の子どもでは1日に400mgを超えてはならず、20〜30kgの子どもでは600mgを超えてはならず、30〜40kgの子どもでは800mgを超えてはならない。痛みをなくしたり和らげたりするため、大人では4〜6時間ごとに普通は約200mgを使用するが、痛みが持続する場合には量を増やすこともできる。年齢が6ヶ月〜12歳の子どもの解熱に用いる場合には、投与量が7.5mg/kgを超えてはならない。

他の鎮痛剤（例えばアセトアミノフェンやアスピリン）も、実施例7および実施例22の方法に従って本発明の金属イオン−脂質マイクロ粒子と組み合わせることができる。

本発明による金属イオン−リン脂質マイクロ粒子の1個についての電子顕微鏡写真である。 T_gが80℃のサンプルとT_gが120℃のサンプルについて、保管温度と含水量の関係を示すグラフである。このグラフから、含水量が10％だとT_gが低下し、それぞれ、80℃から20℃に、120℃から50℃になることがわかる。 pMDIに対する高ストレス条件（40℃／75％RH）の効果を示すグラフである。サンプル6では、金属−脂質複合体と競合する対イオンのネガティブな効果が見られる。 2つの異なる製剤について保管温度を40℃にした場合に、T _g が保管温度まで低下する臨界含水量（％）と“乾燥”T_gの理論的関係を示すグラフであり、臨界含水量はこの図4から計算される。 5Aと図5Bは、実施例10に記載したサンプル8の走査電子顕微鏡写真である。この写真から、表面積が広く、粒子表面には複数の凹部が存在していることがわかる。 図6Aと図6Bは、実施例10に記載したサンプル9の走査電子顕微鏡写真である。この写真から、サンプル8とサンプル9では表面積が異なり、サンプル9には大きな凹部が存在していないことがわかる。

Claims (14)

1. ドラッグ・デリバリー用のマイクロ粒子であって、マイクロ粒子が活性剤と金属イオン−脂質複合体とを含んで成り、当該活性剤は抗生物質を含んで成り、当該金属イオン−脂質複合体はリン脂質及び塩化カルシウムを含んで成り、ここで塩化カルシウム対リン脂質の比が0.039以上であり、かくして当該金属イオン−脂質複合体がマイクロ粒子のガラス転移温度の上昇をもたらし、マイクロ粒子の平均体積空気力学的粒子サイズが約0.5μm〜7μmであり、且つ平均幾何学的粒子サイズが2.76μm以下である、マイクロ粒子。
2. マイクロ粒子のガラス転移温度が、活性剤のための保管温度よりも少なくとも20℃高い、請求項1に記載のマイクロ粒子。
3. リン脂質が、ジパルミトイルホスファチジルコリン（DPPC）、ジステアロイルホスファチジルコリン（DSPC）、ジミリストイルホスファチジルコリン（DMPC）、ジオクチルホスファチジルコリン、ダイズのホスファチジルコリン、卵のホスファチジルコリン、一部が水素化されたホスファチド、重合可能なリン脂質からなるグループの中から選択されている、請求項1に記載のマイクロ粒子。
4. 金属イオンが存在していることにより、マイクロ粒子のガラス転移温度が、金属イオンを含まない同じマイクロ粒子のガラス転移温度よりも少なくとも2℃高い、請求項1に記載のマイクロ粒子。
5. 上記脂質が少なくとも2つの脂質からなる、請求項1に記載のマイクロ粒子。
6. 複合体が水の吸収に対して安定するのに十分なガラス転移温度の上昇をもたらす、請求項1に記載のマイクロ粒子。
7. 上記抗生物質がトブラマイシンを含んで成る、請求項1に記載のマイクロ粒子。
8. 複数の請求項1に記載のマイクロ粒子を含む、マイクロ粒子組成物。
9. マイクロ粒子に実質的に凹部がなく、空孔もない、請求項8に記載のマイクロ粒子組成物。
10. ドラッグ・デリバリー用のマイクロ粒子組成物の製造方法であって、マイクロ粒子が金属イオン−脂質複合体を含んで成り、当該方法は、
    リン脂質を水中に分散させて第1の調製物を作り；
    金属化合物または金属塩を水中に分散させて第2の調製物を作り；
    抗生物質を添加し；
    第1の調製物と第2の調製物を混合し；
    混合したこの調製物をスプレー乾燥させて安定な金属イオン−脂質マイクロ粒子組成物を作るという操作を含んで成り、ここで前記金属化合物は塩化カルシウムを含んで成り、且つ塩化カルシウム対リン脂質の比が0.039以上であり、マイクロ粒子の平均体積空気力学的粒子サイズが約0.5μm〜7μmであり、且つ平均幾何学的粒子サイズが2.76μm以下である、ドラッグ・デリバリー用のマイクロ粒子組成物の製造方法。
11. リン脂質が、ダイズのホスファチジルコリン、卵のホスファチジルコリン、DPPC、DSPC、DMPC、ジオクチルホスファチジルコリン、一部または全体が水素化されたホスファチド、からなるグループの中から選択されている、請求項10に記載のドラッグ・デリバリー用のマイクロ粒子組成物の製造方法。
12. 混合した上記調製物を、入口温度を40〜100℃の範囲、出口温度を30〜85℃の範囲にしてスプレー乾燥させる、請求項10に記載のドラッグ・デリバリー用のマイクロ粒子組成物の製造方法。
13. 上記抗生物質を、第1の調製物、第2の調製物、第1の調製物と第2の調製物の組み合わせ、からなるグループの中から選択した1つの調製物に添加する、請求項10に記載のドラッグ・デリバリー用のマイクロ粒子組成物の製造方法。
14. 上記抗生物質がトブラマイシンを含んで成る、請求項10に記載のドラッグ・デリバリー用のマイクロ粒子組成物の製造方法。