JP5965844B2 - 高いガラス転移温度または高分子量のコポリマーを有する治療用ポリマーナノ粒子組成物 - Google Patents

高いガラス転移温度または高分子量のコポリマーを有する治療用ポリマーナノ粒子組成物 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、それぞれが全体として参照により本明細書に援用される、２００９年１２月１５日出願の米国特許出願第６１／２８６，５５９号、２０１０年２月２２日出願の米国特許出願第６１／３０６，７２９号、２０１０年１０月２２日出願の米国特許出願第６１／４０５，７７８号、２００９年１２月１６日出願の米国特許出願第６１／２８６，８３１号、および２００９年１２月１６日出願の米国特許出願第６１／２８６，８９７号への優先権を主張する。
特定の薬物（例えば、特定の組織または特定の細胞型に標的化される、または特異的な患部組織には標的化されるが、正常な組織には標的化されない）を患者に送達する、または薬物の放出を制御するシステムは長い間、有益であると認められている。例えば、作用薬を含み、かつ特定の組織または細胞型、例えば特異的な患部組織に位置付けることができる療法は、治療の必要のない体の組織における薬物の量を低減することができる。これは、薬物の細胞毒性用量が、周囲の非癌性組織を死滅させることなく癌細胞に送達されることが望まれる、癌などの症状を治療する場合に特に重要である。さらに、かかる療法は、抗癌療法において一般的な、望ましくなく、時には生命にかかわる副作用を低減させるかもしれない。例えば、ナノ粒子療法は、サイズが小さいために、体内での認識を逃れ、例えば有効量の時間、安定に維持しながら、送達を標的化し、制御することが可能となる。
かかる治療および／または放出制御および／または標的療法を提供する療法は、有効量の薬物も送達しなければならない。有利な送達特性を有するのに、ナノ粒子のサイズを十分に小さく維持しながら、各ナノ粒子と結合した適切な量の薬物を有するナノ粒子システムを製造することは難題である。例えば、多量の治療薬をナノ粒子にローディングすることが望まれると同時に、多量すぎる薬物ローディングが用いられたナノ粒子製剤は、実際の治療に使用するにはナノ粒子が大きすぎる。さらに、例えば治療薬の迅速または即時放出を実質的に制限するために、治療用ナノ粒子を安定な状態のままにすることが望ましい。
したがって、癌などの疾患を治療するために、患者の副作用も低減しながら、治療的レベルの薬物を送達することができる、新規なナノ粒子製剤ならびにかかるナノ粒子および組成物を製造する方法が必要とされている。
概要
一態様において、本発明の開示内容は、ガラス転移温度約３７〜約５０℃を有する多数のナノ粒子を含む医薬水性懸濁液であって、そのナノ粒子のそれぞれが、治療薬と、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有するブロックコポリマーと、を含む医薬水性懸濁液を提供する。治療薬は、ドセタキセルなどのタキサン剤とすることができる。疎水性部分は、例えばポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）およびポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）から選択することができる。親水性部分は、例えばポリ（エチレン）グリコールから選択することができる。ナノ粒子はさらに、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）を含むことができる。
一実施形態において、ガラス転移温度約３７〜約３８℃を有する、多数の迅速放出性生体適合性治療用ナノ粒子を含む医薬水性懸濁液であって、そのナノ粒子のそれぞれが、治療薬と、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有するブロックコポリマーと、を含む医薬水性懸濁液が本明細書において提供される。かかるナノ粒子は、生体外（in vitro）溶解試験において４時間の時点で治療薬の約７０〜約１００％を放出する。
他の実施形態において、ガラス転移温度約３９〜約４１℃を有する穏やかな放出性（moderate release）の多数の生体適合性治療用ナノ粒子を含む医薬水性懸濁液であって、そのナノ粒子のそれぞれが、治療薬と、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有するブロックコポリマーと、を含む医薬水性懸濁液が本明細書において提供される。かかる治療用ナノ粒子は、生体外溶解試験において４時間の時点で治療薬の約５０〜約７０％を放出する。
他の実施形態において、ガラス転移温度約４２〜約５０℃を有する、多数の徐放性生体適合性治療用ナノ粒子を含む医薬水性懸濁液であって、そのナノ粒子のそれぞれが、治療薬と、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有するブロックコポリマーと、を含む医薬水性懸濁液が本明細書において提供される。かかるナノ粒子は、生体外溶解試験において４時間の時点で治療薬の約５０％以下を放出する。
一実施形態において、開示されるナノ粒子は、治療薬を約０．１〜約３５重量％、または０．２〜約２０重量％；ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）−ブロック−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーまたはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）−ブロック−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーを約１０〜約９９重量％；ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）を約０〜約７５重量％、または約０〜約５０重量％含むことができるる。他の実施形態において、コポリマーのポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）部分は、数平均分子量約１６ｋＤａを有し、コポリマーのポリ（エチレン）グリコール部分は、数平均分子量約５ｋＤａを有する。一実施形態において、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）は数平均分子量約８．５ｋＤａを有する。他の実施形態において、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）は数平均分子量約７５ｋＤａを有する。
一実施形態において、例えば、開示される水溶液中のナノ粒子のガラス転移温度は、約３７〜約３９℃、または約３７〜約３８℃である。他の実施形態において、ナノ粒子の水性懸濁液は約３９〜約４１℃であってもよく、または約４２〜約５０℃（例えば徐放性粒子については、例えば約４１〜４５℃）であり得るガラス転移温度を有していてもよい。ガラス転移温度は、熱流束示差走査熱量測定または入力補償示差走査熱量測定によって測定することができる。
一実施形態において、開示されるナノ粒子は、生体外溶解試験において４時間の時点で（または任意に、１、２、８または２４時間の時点で）決定されるように、治療薬の約５０％未満を放出する。他の実施形態では、ナノ粒子は、生体外溶解試験において４時間の時点で（または任意に、１、２、８または２４時間の時点で）決定されるように、治療薬の約５０〜約７０％を放出する。他の実施形態において、ナノ粒子は、生体外溶解試験において４時間の時点で（または任意に、１、２、８または２４時間の時点で）決定されるように、治療薬の約７０〜約１００％を放出する。
他の態様において、本発明の開示は、治療用ポリマーナノ粒子組成物の薬物放出速度を決定する方法であって：ａ）第１治療薬と、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有する第１ブロックコポリマーと、任意にポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）と、を含む少なくとも１種類の第１多数ポリマーナノ粒子を提供する工程；ｂ）少なくとも１種類の第１多数ポリマーナノ粒子のナノ粒子ガラス転移温度を決定する工程；ｃ）その少なくとも１種類の第１多数ポリマーナノ粒子から薬物放出速度を決定する工程；ｄ）その少なくとも１種類の第１多数ポリマーナノ粒子の、ナノ粒子ガラス転移温度と薬物放出速度との相関性を決定する工程；を含む、方法を提供する。
ｉ）第１多数ポリマーナノ粒子を含む懸濁液を提供する工程であって、ナノ粒子がそれぞれ、治療薬、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有するブロックコポリマー、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）から選択されるホモポリマーを含む、工程；ｉｉ）懸濁液のガラス転移温度を決定する工程；ｉｉｉ）第１多数ポリマーナノ粒子中のホモポリマーの量を増加または低減する工程；ｉｖ）所望のガラス転移温度を有する懸濁液が得られるまで、工程ｉ）〜ｉｉｉ）を繰り返す工程；を含む、ナノ粒子懸濁液をスクリーニングする方法が提供される。
ａ）治療薬と、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有するブロックコポリマーと、任意にポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）から選択されるホモポリマーと、を含むナノ粒子を有する多数の懸濁液を別々に調製する工程であって、各懸濁液が別個のコンパートメントにあり、各懸濁液が、所定の分子量のブロックコポリマーと、存在する場合には、所定の分子量のホモポリマーを含む工程；；ｂ）懸濁液のそれぞれのガラス転移温度を決定する工程；ｃ）所定のガラス転移温度を有する懸濁液を同定する工程；を含む、特異的な放出速度を有する懸濁液を同定するためにナノ粒子懸濁液をスクリーニングする方法が提供される。
開示のナノ粒子を形成するエマルジョンプロセスのフローチャートである。 開示のエマルジョンプロセスのフローダイヤグラムである。 溶融重合から回収され、かつ未知の冷却速度で冷却された場合の、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）−ブロック−ポリ（エチレングリコール）（ＰＬＡ−ＰＥＧ，Ｍｎ ＰＬＡブロック＝１６ｋＤａ；Ｍｎ ＰＥＧブロック＝５ｋＤａ）のＤＳＣ曲線である。 ２成分非溶媒混合物（ジエチルエーテル／ヘキサン＝７０／３０（ｖ／ｖ））中へのポリマー溶液（ジクロロメタン中１００ｍｇ／ｍＬ）の沈殿から回収された場合の、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）−ブロック−ポリ（エチレングリコール）（ＰＬＡ−ＰＥＧ，Ｍｎ ＰＬＡブロック＝１６ｋＤａ；Ｍｎ ＰＥＧブロック＝５ｋＤａ）のＤＳＣ曲線である。 増加している分子量のＰＬＡ−ＰＥＧブロックコポリマーにおいて確認されるガラス転移を示すＤＳＣ曲線である。ＰＬＡブロック数平均分子量、Ｍｎ＝１０ＫＤａ（低い曲線）、１５ＫＤａ、３０ＫＤａおよび５０ＫＤａ。 ＰＬＡ−ＰＥＧブロックコポリマーにおけるＰＬＡの分子量（Ｍn）に対するＴgの依存性を示す。 沈殿プロセスから回収された場合のポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）（ＰＬＡ，Ｍｎ＝６ｋＤａ）のＤＳＣ曲線である。 沈殿プロセスから回収された場合のポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）（ＰＬＡ，Ｍｎ＝７５ｋＤａ）のＤＳＣ曲線を表す。 数平均分子量（Ｍn）１．７ＫＤａ（低い）、４．３ＫＤａ、６ＫＤａ、１０ＫＤａ、２２ＫＤａ、および１２０ＫＤａのホモポリマーポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）におけるガラス転移温度を示す、変調型ＤＳＣ曲線を表す。 ＰＬＡホモポリマーの数平均分子量（Ｍn）に対するＴgの依存性を示す。 ナノ粒子のＤＳＣ分析で確認される吸熱転移を定義するために使用される５ポイントの図解である。 ＰＬＡ−ＰＥＧ（Ｍｎ ＰＬＡブロック＝１６ｋＤａ；Ｍｎ ＰＥＧブロック＝５ｋＤａ）と低分子量ＰＬＡホモポリマー（Ｍｎ＝６．５ｋＤａ）との混合物で構成されるナノ粒子で確認される吸熱ガラス転移を示すＤＳＣ曲線である。 粒子の唯一のポリマー成分としてのＰＬＡ−ＰＥＧ（Ｍｎ ＰＬＡブロック＝１６ｋＤａ；Ｍｎ ＰＥＧブロック＝５ｋＤａ）で構成されるナノ粒子で確認される吸熱ガラス転移を示すＤＳＣ曲線である。 ＰＬＡ−ＰＥＧ（Ｍｎ ＰＬＡブロック＝１６ｋＤａ；Ｍｎ ＰＥＧブロック＝５ｋＤａ）と高分子量ＰＬＡホモポリマー（Ｍn＝７５ｋＤａ）との混合物で構成されるナノ粒子で確認される吸熱ガラス転移を示すＤＳＣ曲線である。 ＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）と高分子量ＰＬＡホモポリマー（Ｍn＝７５ｋＤａ）との混合物で構成されるナノ粒子で確認される吸熱ガラス転移を示すＤＳＣ曲線を示す。 プロットの説明文で詳述される、異なるポリマー成分をベースとするナノ粒子からのドセタキセル（ＤＴＸＬ）放出速度の比較である。 異なるガラス転移温度を示すナノ粒子システムからの２４時間にわたる薬物放出速度に対する温度の作用を示すグラフである。 図１３に示す研究の１〜４時間の期間の拡大を示すグラフである。 本明細書に開示される種々のナノ粒子のドセタキセルの生体外放出を表す。 本明細書に開示される種々のナノ粒子のボルテゾミブの生体外放出を表す。 本明細書に開示される種々のナノ粒子のビノレルビンの生体外放出を表す。 本明細書に開示される種々のナノ粒子のビンクリスチンの生体外放出を表す。 本明細書に開示される種々のナノ粒子のベンダムスチンＨＣｌの生体外放出を表す。 本明細書に開示される種々のナノ粒子のエポチロンＢの生体外放出を表す。 本明細書に開示される種々のナノ粒子のブデソニドの生体外放出を表す。 本明細書に開示される種々のナノ粒子のブデソニドの生体外放出を表す。 静脈内単回投与（０．５ｍｇ／ｋｇ）後の、ブデソニドとブデソニドナノ粒子の薬物動態学を表す。 ブデソニド、ブデソニドＰＴＮＰおよびデキサメタゾンで処理した後の、ＩＢＤのモデルにおけるラットの腸での疾患スコアを示す。 ブデソニド、ブデソニドＰＴＮＰおよびデキサメタゾンで処理した後の、ＩＢＤのモデルにおけるラットの腸管重量を示す。 種々のナノ粒におけるブデソニドの生体外放出を表す。
少なくとも一部分、この開示内容は、ガラス転移温度約３７〜約３８℃を有する迅速放出性生体適合性治療用ナノ粒子、および／またはガラス転移温度約３９〜約４１℃を有する穏やかな放出性の多数の生体適合性治療用ナノ粒子を含む医薬水性懸濁液、および／またはガラス転移温度約４２〜約５０℃（または約４２〜約４５℃）を有する多数の生体適合性治療用ナノ粒子を含む徐放性医薬水性懸濁液に関する。開示のナノ粒子は、治療薬を含み、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有するブロックコポリマーを含むことができる。
例えば、ガラス転移温度約３７〜約３８℃を有する多数の迅速放出性生体適合性治療用ナノ粒子を含む医薬水性懸濁液であって、ナノ粒子のそれぞれが、治療薬と、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有するブロックコポリマーとを含み、ナノ粒子が、生体外溶解試験において４時間の時点で治療薬の約７０〜約１００％を放出する医薬水性懸濁液が本明細書において提供される。ガラス転移温度約３９〜約４１℃を有する穏やかな放出性の多数の生体適合性治療用ナノ粒子を含む医薬水性懸濁液であって、ナノ粒子のそれぞれが、治療薬と、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有するブロックコポリマーとを含み、ナノ粒子が、生体外溶解試験において４時間の時点で治療薬の約５０〜約７０％を放出する医薬水性懸濁液もまた、本明細書において提供される。他の実施形態において、ガラス転移温度約４２〜約５０℃を有する多数の徐放性生体適合性治療用ナノ粒子を含む医薬水性懸濁液であって、ナノ粒子のそれぞれが、治療薬と、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有するブロックコポリマーとを含み、ナノ粒子が、生体外溶解試験において４時間の時点で治療薬の約５０％以下を放出する医薬水性懸濁液が提供される。かかる溶解試験は当技術分野でよく知られている。かかる代表的な試験は、以下の実施例７に例示される。例えば、溶解試験は、１、４、８、１２日またはそれ以上の間、懸濁液を２．５重量％ヒドロキシプロピルシクロデキストリンリン酸緩衝生理食塩水（例えば０．０１Ｍリン酸緩衝生理食塩水）に含有させることができる。
一般に、開示の組成物は、作用薬を含むナノ粒子を含むことができる。
開示のナノ粒子は、抗腫瘍薬、例えばタキサン剤（例えば、ドセタキセル）などの作用薬を約０．１〜約４０重量％、０．２〜約３５重量％、約３〜約４０重量％、約５〜約３０重量％、１０〜約３０重量％、１５〜２５重量％、またはさらには約４〜約２５重量％含むことができる。
本明細書で開示されるナノ粒子は、本明細書に記載されるような、１種、２種、または３種以上の生体適合性および／または生分解性ポリマーを含む。例えば、意図されるナノ粒子は、生分解性ポリマーとポリエチレングリコールを含む１種または複数種のブロックコポリマーを約１０〜約９９重量％、生分解性ホモポリマー、例えばＰＬＡを約０〜約５０重量％、または約０〜約７５重量％含むことができる。
例示的な治療用ナノ粒子は、ポリ（乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーを約４０〜約９９、または約５０〜約９０重量％、ポリ（乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーを約４０〜約８０重量％含むことができる。かかるポリ（乳酸）−ブロック−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーは、数平均分子量約１５〜２０ｋＤａ（または例えば約１５〜約１００ｋＤａ、例えば、約１５〜約８０ｋＤａ）を有するポリ（乳酸）、および数平均分子量約２〜約１０ｋＤａ、例えば、約４〜約６ｋＤａを有するポリ（エチレン）グリコールを含むことができる。例えば、開示の治療用ナノ粒子は、ＰＬＡ−ＰＥＧを約７０〜約９０重量％、作用薬を約１５〜約２５重量％、またはＰＬＡ−ＰＥＧを約３０〜約５０重量％、ＰＬＡまたはＰＬＧＡを約３０〜約５０重量％（または約３０〜約７５重量％）、作用薬を約１５〜約２５重量含むことができる。かかるＰＬＡ（（ポリ）乳酸）は、数平均分子量約５〜約１０ｋＤａを有していてもよい。かかるＰＬＧＡ（ポリ（乳酸）−ｃｏ−グリコール酸）は、数平均分子量約８〜約１２ｋＤａを有していてもよい。
他の実施形態において、本明細書で開示されるナノ粒子は、１種または複数種の生体適合性および／または生分解性ポリマー、例えば高分子量ジブロックポリ（乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーまたは高分子量ジブロックポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーを含む。例えば、ジブロックポリ（乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーは、ポリ（乳酸）を含み、数平均分子量約３０〜約９０ｋＤａ、または約４０〜約９０ｋＤａを有していてもよい。他の実施形態において、ジブロックポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーは、数平均分子量約３０〜約９０ｋＤａ、または約４０〜約９０ｋＤａを有するポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）を含む。例えば、意図されるナノ粒子は、治療薬約０．１〜約４０重量％、ジブロックポリ（乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマー約１０〜約９０重量％を含んでいてもよく、ジブロックポリ（乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーは、数平均分子量約３０〜約９０ｋＤａ、または約４０〜約９０ｋＤａを有するポリ（乳酸）を含んでいてもよい。一実施形態において、ポリ（乳酸）は、数平均分子量約３０ｋＤａを有する。他の実施形態において、ポリ（乳酸）は数平均分子量約５０〜約８０ｋＤａ、または約７０〜約８５ｋＤａを有する。さらに他の実施形態、ポリ（乳酸）は、数平均分子量約５０ｋＤａを有する。一部の実施形態において、ジブロックポリ（乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーまたはジブロックポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーは、分子量約４〜約６ｋＤａ、または約４〜約１２ｋＤａを有するポリ（エチレン）グリコールを含む。例えば、ポリ（エチレン）グリコールは、数平均分子量約５ｋＤａまたは１０ｋＤａを有していてもよい。
開示のナノ粒子は任意に、ポリ（乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）（ＰＥＧ、例えばＰＬＡのホモポリマーを含まない）を約１〜約５０重量％または約１〜約７０重量％含んでいてもよく、または任意に、ポリ（乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）を約１〜約７５重量％、または約１０〜約５０重量％または約３０〜約５０重量％含んでいてもよい。一実施形態において、開示のナノ粒子は、２種類のポリマー、例えばＰＬＡ−ＰＥＧとＰＬＡを重量比約４０：６０〜約６０：４０、または約３０：５０〜約５０：３０、例えば約５０：５０で含むことができる。
このような実質的にホモポリマーのポリ（乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）は、重量平均分子量約４．５〜約１３０ｋＤａ、例えば、約２０〜約３０ｋＤａ、または約１００〜約１３０ｋＤａを有していてもよい。かかるホモポリマーのＰＬＡは、数平均分子量約４．５〜約９０ｋＤａ、または約４．５〜約１２ｋＤａ、約５．５〜約７ｋＤａ（例えば約６．５ｋＤａ）、約１５〜約３０ｋＤａ、または約６０〜約９０ｋＤａを有していてもよい。例示的なホモポリマーのＰＬＡは、数平均分子量約７０または８０ｋＤａまたは重量平均分子量約１２４ｋＤを有していてもよい。当技術分野で公知のように、ポリマーの分子量はインヘレント粘度に関係するかもしれない。一部の実施形態において、ホモポリマーＰＬＡは、インヘレント粘度約０．２〜約０．４、例えば約０．４を有していてもよく；他の実施形態では、ＰＬＡは、インヘレント粘度約０．６〜約０．８を有していてもよい。例示的なＰＬＧＡは、数平均分子量約８〜約１２ｋＤａを有していてもよい。
例えば、治療薬を約０．１〜約４０重量％；生体適合性ポリマーを約１０〜約９０、または約１０〜約９９、または約７０〜約９９重量％含む、生体適合性の治療用ポリマーナノ粒子であって、その生体適合性ポリマーが、ａ）ジブロックポリ（乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマー（数平均分子量約３０〜約９０ｋＤａを有するポリ（乳酸）を含む）；ｂ）ジブロックポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマー（数平均分子量約３０〜約９０ｋＤａを有するポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）を含む）；からなる群から選択される、生体適合性の治療用ポリマーナノ粒子が本明細書で提供される。ジブロックポリ（乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーまたはジブロックポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーは、分子量約４〜約１２ｋＤａを有するポリ（エチレン）グリコールを含むことができ、例えば、ジブロックポリ（乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーは、数平均分子量約３０ｋＤａを有するポリ（乳酸）および数平均分子量約５ｋＤａを有するポリ（エチレン）グリコールを含むことができ、あるいは数平均分子量約５０ｋＤａ〜約８０ｋＤａを有するポリ（乳酸）および数平均分子量約５ｋＤａまたは１０Ｄａを有するポリ（エチレン）グリコール、例えば数平均分子量約５０ｋＤａを有するポリ（乳酸）および数平均分子量約５ｋＤａを有するポリ（エチレン）グリコールを含むことができる。
一実施形態において、開示の治療用ナノ粒子は、標的化リガンド、例えば、その必要がある被検者における前立腺癌などの疾患または障害の治療に有効な低分子量ＰＳＭＡリガンドを含むことができる。特定の実施形態において、低分子量リガンドはポリマーと結合し、ナノ粒子は、特定の比のリガンド結合ポリマー（例えば、ＰＬＡ−ＰＥＧ−リガンド）と非官能化ポリマー（例えば、ＰＬＡ−ＰＥＧまたはＰＬＧＡ−ＰＥＧ）を含む。ナノ粒子は、癌などの疾患または障害を治療するのに有効な量のリガンドがナノ粒子と結合するように、これらの２つのポリマーの最適な比を有することができる。
一部の実施形態において、開示のナノ粒子はさらに、本明細書に開示されるような標的化リガンドで官能化されたＰＬＡ−ＰＥＧ約０．２〜約１０重量％を含み、かつ／または標的化リガンドで官能化されたポリ（乳酸）−ｃｏポリ（グリコール酸）ブロック−ＰＥＧを含むことができる。かかる標的化リガンドは、一部の実施形態において、ＰＥＧに二重結合し、例えばアルキレンリンカーを介して、例えば、ＰＬＡ−ＰＥＧ−アルキレン−リガンドを介してＰＥＧに結合していてもよい。例えば、開示のナノ粒子は、ＰＬＡ−ＰＥＧ−リガンドまたはポリ（乳酸）−ｃｏポリ（グリコール酸）−ＰＥＧ−リガンドを約０．２〜約１０モル％含むことができる。
一部の実施形態において、開示の治療用粒子および／または組成物は、色素、エバンスブルー色素などの標的化剤またはイメージング剤を含む。かかる色素は、治療用粒子に結合または会合し、または開示の組成物はかかる色素を含むことができる。例えば、エバンスブルー色素が使用され、その色素は、アルブミン、例えば血漿アルブミンと結合または会合するかもしれない。
開示のナノ粒子は、実質的に球状（つまり、粒子は一般に、球形であるように見える）または非球状形態を有していてもよい。例えば、粒子は、膨潤または収縮すると、非球状形態となってもよい。
開示のナノ粒子は、約１マイクロメーター未満の特有の寸法を有していてもよく、粒子のその特有の寸法は、粒子と同じ体積を有する完全な球体の直径である。例えば、粒子は、約３００ｎｍ未満、約２００ｎｍ未満、約１５０ｎｍ未満、約１００ｎｍ未満、約５０ｎｍ未満、約３０ｎｍ未満、約１０ｎｍ未満、約３ｎｍ未満、または場合によっては約１ｎｍ未満である粒子の特有の直径を有していてもよい。特定の実施形態において、開示のナノ粒子は、直径約７０〜約２５０ｎｍ、または約７０〜約１８０ｎｍ、約８０〜約１７０ｎｍ、約８０〜約１３０ｎｍを有していてもよい。
一セットの実施形態において、粒子は、内部と表面を有していてもよく、その表面は、内部と異なる組成を有し、つまり、内部に存在するかもしれないが、表面には存在しない（または、逆の場合も同様）少なくとも１つの化合物があり、かつ／または少なくとも１つの化合物が、内部および表面に異なる濃度で存在する。例えば、一実施形態において、本発明のポリマー抱合体の標的化部位（つまり低分子量リガンド）などの化合物が、粒子の内部と表面の両方に存在することがあるが、粒子の内部よりも表面の濃度が高い場合には、場合によってではあるが、粒子の内部の濃度は本質的にゼロではないかもしれない、つまり粒子の内部に検出可能な量の化合物が存在する。
場合によっては、粒子の内部は、粒子の表面よりも疎水性である。例えば、粒子の内部は、粒子の表面に対して相対的に疎水性であり、薬物または他のペイロード（payload）も疎水性であり、粒子の相対的に疎水性の中心と容易に会合する。したがって、薬物または他のペイロードは、粒子の内部に含有されることができ、粒子は、粒子周囲の外部環境からそれを保護する（または、逆の場合も同様）。例えば、被検者に投与された粒子内に含有される薬物または他のペイロードは、被検者の体から保護され、少なくとも一定の時間、体は薬物から実質的に隔離されるかもしれない。
開示のナノ粒子は、例えば糖類を含有する溶液中で、少なくとも約２４時間、約２日、３日、約４日または少なくとも約５日間、室温または２５℃にて安定であることができる。
本明細書で開示されるナノ粒子は、放出制御特性を有することができ、例えば、ある量の作用薬を患者に、例えば患者の特異的な部位に、長時間にわたって、例えば１日、１週間、またはそれ以上にわたって送達することができる。
定義
「治療」とは、症状、疾患、障害等が改善する結果となる、いずれかの効果、例えば緩和、低減、調節または除去を含む。
「薬剤的にまたは薬理学的に許容可能な」とは、動物またはヒトに適宜投与された場合に、副反応、アレルギーまたは他の有害な反応を生じさせない分子的実体および組成物を説明するものである。ヒトに投与する場合、製剤は、生物学的製剤基準（Biologics standards）のＦＤＡ事務局によって必要とされる無菌性、発熱性、一般的安全性および純度基準を満たさなければならない。
本明細書で使用される「医薬的に許容される担体」または「医薬的に許容される賦形剤」という用語は、薬剤投与と適合性である、あらゆる、かつすべての溶媒、分散媒体、コーティング、等張化剤および吸収遅延剤等を意味する。薬剤的に活性な物質のための、かかる媒体および作用物質（agent）の使用は、当技術分野でよく知られている。この組成物は、補足、追加機能、または増強された治療的機能を提供する、他の活性化合物も含有していてもよい。
「個体」、「患者」または「被検者」は同義で使用され、マウス、ラット、他のげっ歯類、ウサギ、イヌ、ブタ、ウシ、ヒツジ、ウマ、または霊長類、最も好ましくはヒトなどの哺乳動物などの動物を含む。本発明の化合物および組成物は、ヒトなどの哺乳動物に投与することができるが、獣医学的治療の必要がある動物、例えば、家畜（例えば、イヌ、ネコ等）、家畜（例えば、雌ウシ、ヒツジ、ブタ、ウマ等）および実験動物（例えば、ラット、マウス、モルモット等）など他の哺乳動物に投与することもできる。「調節（Modulation）」は、アンタゴニズム（例えば、抑制）、アゴニズム、部分的アンタゴニズムおよび／または部分的アゴニズムを含む。
本明細書において、「治療有効量」という用語は、研究者、獣医師、医師または他の臨床家によって求められる、組織、システム、動物またはヒトの生物学的応答または医学的応答を誘発する主題の化合物または組成物の量を意味する。本発明の化合物および組成物は、疾患を治療するために治療有効量で投与される。あるいは、化合物の治療有効量は、所望の治療的効果および／または予防的効果を達成するのに必要な量である。
本明細書において、「医薬的に許容される塩（１種または複数種）」という用語は、本発明の組成物で使用される化合物で存在し得る、酸性または塩基性基の塩を意味する。本質的に塩基性である、本発明の組成物に含まれる化合物は、種々の無機酸および有機酸と多種多様な塩を形成することができる。かかる塩基性化合物の医薬的に許容される酸付加塩を製造するために使用される酸は、非毒性酸付加塩、つまり薬理学的に許容可能なアニオンを含有する塩、限定されないが、リンゴ酸塩、シュウ酸塩、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、硫酸塩、重硫酸塩、リン酸塩、酸性リン酸塩、イソニコチン酸塩、酢酸塩、乳酸塩、サリチル酸塩、クエン酸塩、酒石酸塩、オレイン酸塩、タンニン酸塩、パントテン酸塩、酒石酸水素塩、アスコルビン酸塩、コハク酸塩、マレイン酸塩、ゲンチアニン酸塩（gentisinate）、フマル酸塩、グルコン酸塩、グルクロン酸塩、サッカリン酸塩、ギ酸塩、安息香酸塩、グルタミン酸塩、メタンスルホン酸塩、エタンスルホンサン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、ｐ−トルエンスルホン酸塩およびパモ酸塩（つまり、１、１’−メチレン−（２−ヒドロキシ−３−ナフトエート））などを形成する酸である。アミノ部位を含む、本発明の組成物に含まれる化合物は、上記の酸に加えて、種々のアミノ酸と医薬的に許容される塩を形成することができる。本質的に酸性である、本発明の組成物に含まれる化合物は、種々の薬理学的に許容可能なカチオンと塩基塩を形成することができる。かかる塩の例としては、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、リチウム、亜鉛、カリウム、および鉄塩などのアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩が挙げられる。
ポリマー
一部の実施形態において、本明細書で開示されるナノ粒子は、ポリマーのマトリックスと、治療薬とを含む。
ポリマー、例えば、コポリマーを含むナノ粒子が、本明細書において意図される。種々の分子量のポリマーが、本明細書において企図され、例えばポリマーの重量は、粒子分解速度、溶解性、水の取込み、および薬物放出キネティクスに影響するかもしれない。ポリマーの分子量は、治療される被検者において粒子が妥当な期間（数時間から、１〜２週、３〜４週、５〜６週、７〜８週等の範囲）内に生分解するように調節することができる。例えば、開示の粒子は、ＰＬＡとＰＥＧまたはＰＬＧＡとＰＥＧのコポリマーを含み、そのＰＬＡまたはＰＬＧＡ部分は、数平均分子量約３０〜約９０ｋＤａまたは約４０〜約９０ｋＤａを有すことができ、ＰＥＧ部分は、分子量約４〜約６ｋＤａを有していてもよい。例示的な実施形態において、ＰＬＡまたはＰＬＧＡ部分は、数平均分子量３０ｋＤａ、５０ｋＤａ、６５ｋＤａ、または８０ｋＤａを有していてもよい。ＰＥＧ部分は、分子量約５ｋＤａ、約６、７、８、または９ｋＤａ、または約ｌＯｋＤａを有していてもよい。
開示のナノ粒子は、１種または複数種のポリマー、例えばコポリマー、例えばジブロックコポリマーとすることができる第１ポリマー、任意に、例えばホモポリマーとすることができるポリマーを含むことができる。一部の実施形態において、開示のナノ粒子は、ポリマーのマトリックスを含む。開示の治療用ナノ粒子は、ポリマーマトリックスの表面と会合し得る、ポリマーマトリックス内に封入される、ポリマーマトリックスによって囲まれる、かつ／またはポリマーマトリックス全体に分散される治療薬を含むことができる。
開示の粒子は、一部の実施形態では、通常２つ以上のポリマーの共有結合によって互いに結合されている２種類以上のポリマー（本明細書に記載のポリマーなど）を表す、コポリマーを含んでいてもよい。したがって、コポリマーは、第１ポリマーと第２ポリマーを含み、それらは互いに結合されてブロックコポリマーを形成することができ、第１ポリマーはブロックコポリマーの第１ブロックであり、第２ポリマーはブロックコポリマーの第２ブロックである。当然のことながら、当業者であれば、ブロックコポリマーは場合によっては、ポリマーの複数のブロックを含有し、かつ本明細書で使用される「ブロックコポリマー」は、１つの第１ブロックと１つの第２ブロックのみを有するブロックコポリマーのみに制限されないことを理解されよう。例えば、ブロックコポリマーは、第１ポリマーを構成する第１ブロック、第２ポリマーを構成する第２ブロック、および第３ポリマーまたは第１ポリマーを構成する第３ブロック等を含むことができる。場合によっては、ブロックコポリマーは、任意の数の第１ポリマーの第１ブロックおよび第２ポリマーの第２ブロック（特定の場合には、第３ブロック、第４ブロック等）を含有することができる。さらに、一部の例では、他のブロックコポリマーからブロックコポリマーを形成することもできることに留意されたい。例えば、第１ブロックコポリマーは、他のポリマー（ホモポリマー、バイオポリマー、他のブロックコポリマー等）と結合し、複数種のブロックを含有する新たなブロックコポリマー形成し、かつ／または他の部位に（例えば、非ポリマー部位に）結合することができる。
一部の実施形態において、意図されるコポリマー（例えば、ブロックコポリマー）は、両親媒性であり、つまり親水性部分と疎水性部分、または比較的親水性の部分と比較的疎水性の部分を有していてもよい。親水性ポリマーは、一般に水を引き付けるポリマーとすることができ、疎水性ポリマーは、一般に水をはじくポリマーとすることができる。親水性または水性ポリマーは、例えば、ポリマーの試料を作製し、水とのその接触角（通常、ポリマーは６０度未満の接触角を有するのに対して、疎水性ポリマーは６０度を超える接触角を有する）を測定することによって同定することができる。場合によっては、２種類以上のポリマーの親水性は、互いに対して測定することができ、つまり第１ポリマーは、第２ポリマーよりも高い親水性とすることができる。例えば、第１ポリマーは、第２ポリマーよりも小さな接触角を有していてもよい。
一セットの実施形態において、本明細書で意図される高分子量ポリマー（例えば、コポリマー、例えば、ブロックコポリマー）としては、生体適合性ポリマー、つまり、例えばＴ細胞を介した免疫システムによる著しい炎症および／またはポリマーの急性拒絶を起こすことなく、生体被検者に挿入または注入した場合に副反応を一般に誘発しないポリマーが挙げられる。したがって、本明細書で意図される治療用粒子は、非免疫原性であってもよい。本明細書で使用される、非免疫原性という用語は、通常、循環抗体、Ｔ細胞、または反応性免疫細胞を最小レベルでのみ誘発する、またはそれらを全く誘発せず、かつ個体においてそれ自体に対する免疫応答を通常誘発しない、その天然状態の内因性成長因子を意味する。
生体適合性とは一般に、免疫システムの少なくとも一部分による物質の急性拒絶を意味し、つまり、被検者に埋め込まれた非生体適合性物質は、被検者における免疫応答を誘発し、それは、免疫システムによる物質の拒絶が適切にコントロールできないほど激しく、被験者からその物質を除去しなければならないほどの程度であることが多い。生体適合性を決定する簡単な試験は、生体外で細胞にポリマーを曝露することである；生体適合性ポリマーは、中程度の濃度で、例えば濃度５０マイクログラム／１０6細胞にて、著しい細胞死を通常生じさせないポリマーである。例えば、生体適合性ポリマーは、かかる細胞によって貪食または取り込まれた場合でさえ、線維芽細胞または上皮細胞などの細胞に曝露した場合に約２０％未満の細胞死を生じさせるかもしれない。本発明の種々の実施形態において有用となり得る生体適合性ポリマーの非制限的な例としては、ポリジオキサノン（ＰＤＯ）、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリヒドロキシブチレート、ポリ（グリセロールセバケート）、ポリグリコリド、ポリラクチド、ＰＬＧＡ、ＰＬＡ、ポリカプロラクトン、またはこれらのポリマーおよび／または他のポリマーなどのコポリマーもしくは誘導体が挙げられる。
特定の実施形態において、意図される生体適合性ポリマーは、生分解性であり、つまりそのポリマーは、体内などの生理学的環境内で化学的および／または生物学的に分解することができる。本明細書で使用される「生分解性ポリマー」は、細胞内に導入された場合に、細胞機構（生物学的に分解性）によって、かつ／または加水分解などの化学プロセス（化学的に分解性）によって破壊され、細胞に著しく毒性作用を及ぼすことなく、細胞が再利用または処理することができる成分が形成される、ポリマーである。一実施形態において、生分解性ポリマーおよびその分解副生成物は生体適合性であることができる。
例えば、意図されるポリマーは、水にさらすと（例えば、被検者内で）同時に加水分解するポリマーであり、そのポリマーは、熱にさらすと（例えば、約３７℃の温度で）分解する。ポリマーの分解は、使用されるポリマーまたはコポリマーに応じて、様々な速度で起こるかもしれない。例えば、ポリマーの半減期（ポリマーの５０％がモノマーおよび／または他の非ポリマー部位へと分解される時点）は、そのポリマーに応じて、およそ数日、数週、数ヶ月、または数年であるかもしれない。そのポリマーは、例えば、酵素活性または細胞機構によって、場合によっては、例えばリゾチーム（例えば、比較的低いｐＨを有する）への曝露によって生物学的に分解される。場合によっては、ポリマーは、細胞に著しく毒性作用を及ぼすことなく、細胞が再利用または処理することができる、モノマーおよび／または他の非ポリマー部位へと破壊されるかもしれない（例えば、ポリラクチドは加水分解されて乳酸を形成し、ポリグリコリドは加水分解されてグリコール酸を形成する、等）。
一部の実施形態において、ポリマーは、本明細書において総称して「ＰＬＧＡ」と呼ばれる、乳酸およびグリコール酸単位を含むコポリマー、例えばポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）、ポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）、およびポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）；本明細書において「ＰＧＡ」と呼ばれる、グリコール酸単位を含むホモポリマー、および本明細書において総称して「ＰＬＡ」と呼ばれる、乳酸単位を含むホモポリマー、例えばポリ−Ｌ−乳酸、ポリ−Ｄ−乳酸、ポリ−Ｄ，Ｌ−乳酸、ポリ−Ｌ−ラクチド、ポリ−Ｄ−ラクチド、およびポリ−Ｄ，Ｌ−ラクチドなどのポリエステルであることができる。一部の実施形態において、例示的なポリエステルとしては、例えば、ポリヒドロキシ酸またはポリ無水物が挙げられる。
他の実施形態において、開示のナノ粒子で使用するために、意図されるポリエステルは、ジブロックコポリマー、例えば、ＰＥＧ化ポリマーおよびコポリマー（ポリ（エチレングリコール）反復単位を含有する）、例えばラクチドおよびグリコリドの（例えば、ＰＥＧ化ＰＬＡ、ＰＥＧ化ＰＧＡ、ＰＥＧ化ＰＬＧＡ）、ＰＥＧ化ポリ（カプロラクトン）、およびその誘導体であることができる。例えば、「ＰＥＧ化」ポリマーは、炎症および／または免疫原性（つまり、免疫応答を誘発する能力）のコントロールを助け、かつ／またはポリ（エチレングリコール）基が存在するために、細網内皮系（ＲＥＳ）を介した循環系からのクリアランス速度を下げることができる。
場合によっては、例えば、生体部位との相互作用からポリマーを保護する、ポリマー表面の親水性層を形成することによって、ポリマーと生体部位との電荷相互作用を低減するために、ペグ化を用いることができる。場合によっては、ポリ（エチレングリコール）反復単位の付加は、食細胞システムによってポリマーの取込みを低減することによって、ポリマー（例えば、コポリマー、例えば、ブロックコポリマー）の血漿中半減期を増加するかもしれず、それと同時に、細胞によるトランスフェクション／取込み効率が低減される。例えば、ＥＤＣ（１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩）とＮＨＳ（Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド）を使用して、ポリマーをアミンの末端にあるＰＥＧ基に反応させることによって、開環重合技術（ＲＯＭＰ）によって等、当業者には、ポリマーをＰＥＧ化する方法および技術は公知であるだろう。
開示のナノ粒子の一部を形成することができる、意図される他のポリマーとしては、ポリ（オルトエステル）ＰＥＧ化ポリ（オルトエステル）、ポリリジン、ＰＥＧ化ポリリジン、ポリ（エチレンイミン）、ＰＥＧ化ポリ（エチレンイミン）、ポリ（Ｌ−ラクチド−ｃｏ−Ｌ−リジン）、ポリ（セリンエステル）、ポリ（４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンエステル）、ポリ［α−（４−アミノブチル）−Ｌ−グリコール酸］、およびその誘導体が挙げられる。他の実施形態において、ポリマーは、カチオン性側鎖を有する分解性のポリエステルであることができる。これらのポリエステルの例としては、ポリ（Ｌ−ラクチド−ｃｏ−Ｌ−リジン）、ポリ（セリンエステル）、ポリ（４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンエステル）が挙げられる。
他の実施形態において、ポリマーは、１種または複数種のアクリルポリマーである。特定の実施形態において、アクリルポリマーとしては、例えば、アクリル酸およびメタクリル酸コポリマー、メチルメタクリレートコポリマー、エトキシエチルメタクリレート、シアノエチルメタクリレート、アミノアルキルメタクリレートコポリマー、ポリ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸）、メタクリル酸アルキルアミドコポリマー、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（メタクリル酸ポリアクリルアミド、アミノアルキルメタクリレートコポリマー、グリシジルメタクリレートコポリマー、ポリシアノアクリレート、および上記のポリマーのうちの１種または複数種を含む組み合わせが挙げられる。アクリルポリマーは、低含有率で第４級アンモニウム基を有する、アクリル酸およびメタクリル酸エステルの完全重合コポリマーを含むことができる。
本明細書に記載のように使用されることが意図されるＰＬＧＡは、例えば、約８５：１５、約７５：２５、約６０：４０、約５０：５０、約４０：６０、約２５：７５、または約１５：８５の乳酸：グリコール酸比を特徴とする。一部の実施形態において、粒子のポリマー（例えば、ＰＬＧＡブロックコポリマーまたはＰＬＧＡ−ＰＥＧブロックコポリマー）における乳酸：グリコール酸モノマーの比は、水の取込み、治療薬の放出および／またはポリマー分解キネティクスなどの様々なパラメーターについて最適化されるように選択することができる。他の実施形態において、ＰＬＡポリマー鎖の末端基は、カルボン酸基、アミン基、または例えば、長鎖アルキル基またはコレステロールを有するキャップ化末端基であることができる。
標的化部位
任意の標的化部位、つまり生物学的実体、例えば、膜成分、細胞表面受容体、前立腺に特異的な膜抗原等と結合または会合することができる部位を含むことができる。ナノ粒子が本明細書において提供される。粒子の表面上に存在する標的化部位は、粒子が特定の標的化部位、例えば、腫瘍、患部、組織、臓器、細胞型等に局在化することを可能にする。ナノ粒子はそれ自体が、「標的特異的」である。次に、薬物または他のペイロードは、場合によっては、その粒子から放出され、特定の標的化部位と局所的に相互作用することが可能となる。
例えば、標的化部分は、用いられる標的化部位に応じて、被検者の体内の腫瘍（例えば、固形腫瘍）、患部、組織、臓器、細胞型等に粒子を局在化させることができる。例えば、低分子量ＰＳＭＡリガンドは、固形腫瘍、例えば、乳房または前立腺の腫瘍または癌細胞に局在化させることができる。被検者はヒトまたは非ヒト動物とすることができる。被検者の例としては、限定されないが、イヌ、ネコ、ウマ、ロバ、ウサギ、ウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ラット、マウス、モルモット、ハムスター、霊長類、ヒト等の哺乳動物が挙げられる。
例えば、開示のコポリマーと結合する（したがって、一部の実施形態において、開示のナノ粒子の一部を形成する）、意図される低分子量ＰＳＭＡリガンドは：
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によって表され、かつその鏡像異性体、立体異性体、回転異性体、互変異性体、ジアステレオ異性体、またはラセミ化合物を含む。
治療薬
本発明に従って、例えば、治療薬（例えば抗癌剤）、診断剤（例えば造影剤；放射性核種；および蛍光、発光、および磁性部位）、予防薬（例えばワクチン）、および／または栄養補助剤（例えばビタミン、ミネラル等）を含むいずれかの作用物質が、開示のナノ粒子によって送達される。本発明に従って送達される例示的な作用物質としては、限定されないが、小分子（例えば細胞毒性剤）、核酸（例えば、ｓｉＲＮＡ、ＲＮＡｉおよびｍｉＲＮＡ剤）、タンパク質（例えば、抗体）、ペプチド、脂質、炭水化物、ホルモン、金属、放射性元素および化合物、薬物、ワクチン、免疫剤等、および／またはその組み合わせが挙げられる。一部の実施形態において、送達される作用物質は、癌（たとえば、乳癌、肺癌または前立腺癌）の治療に有用な作用物質である。
その作用薬または薬物は、ｍＴｏｒ阻害剤（例えば、シロリムス、テムシロリムス、またはエベロリムス）、ビンカアルカロイド（例えばビノレルビンまたはビンクリスチン）、ジテルペン誘導体、タキサン（例えば、パクリタキセルまたはその誘導体、例えばＤＨＡ−パクリタキセルまたはＰＧ−ｐａｘｌｉｔａｘｅｌまたは、またはドセタキセル）、ボロン酸エステルまたはペプチドボロン酸化合物（例えば、ボルテゾミブ）、心血管作動薬（例えば、利尿剤、血管拡張薬、アンギオテンシン変換酵素、β遮断薬、アルドステロンアンタゴニスト、または血液希釈剤（blood thinner））、コルチコステロイド（例えばブデソニド、フルオシノニド、トリアムシノロン、モメタゾン、アムシノニド、ハルシノニド、シクレソニド、ベクロメタソン）、代謝拮抗剤または葉酸拮抗剤（例えば、トトレキセート）、化学療法薬（例えばエポチロンＢ）、窒素マスタード剤（例えば、ベンダムスチン）などの治療薬であるか、またはその作用薬または薬物はｓｉＲＮＡとすることができる。
一セットの実施形態において、ペイロードは、１つの薬物または複数の薬物の組み合わせである。かかる粒子は、例えば、標的化部位を用いて、被検者内の特定の局在的位置に薬物を含有する粒子を誘導し、例えば薬物の局在化送達が起こることを可能にする、実施形態において有用である。例示的な治療薬としては、ドキソルビシン（アドリアマイシン）、ゲムシタビン（gemzar）、ダウノルビシン、プロカルバジン、マイトマイシン、シタラビン、エトポシド、メトトレキセート、５−フルオロウラシル（５−ＦＵ）、ビンブラスチン、ビノレルビン、ビンデシン、またはビンクリスチンなどのビンカアルカロイド；ブレオマイシン、パクリタキセル（タキソール）またはドセタキセル（タキソテール）などのタキサン、ＴＯＲ阻害剤、例えばシロリムス、テムシロリムス、またはエベロリムス、アルデスロイキン、アスパラギナーゼ、ボロン酸エステルまたはペプチドボロン酸化合物、例えばボルテゾミブ、ブスルファン、カルボプラチン、クラドリビン、カンプトテシン、ＣＰＴ−１１、１０−ヒドロキシ−７−エチルカンプトテシン（ＳＮ３８）、ダカルバジン、Ｓ−Ｉカペシタビン、フトラフール、５’デオキシフルオロウリジン、ＵＦＴ、エニルウラシル、デオキシシチジン、５−アザシトシン、５−アザデオキシシトシン、アロプリノール、２−クロロアデノシン、トリメトレキサート、アミノプテリン、メチレン−１０−デアザアミノプテリン（ＭＤＡＭ）、オキサプラチン、ピコプラチン、テトラプラチン、サトラプラチン、白金−ＤＡＣＨ、オルマプラチン、ＣＩ−９７３、ＪＭ−２１６、エピルビシン、リン酸エトポシド、９−アミノカンプトテシン、１０，１１−メチレンジオキシカンプトテシン、カレニテシン、９−ニトロカンプトテシン、ＴＡＳ １０３、Ｌ−フェニルアラニン・マスタード、イフォスファミドメフォスファミド、ペルフォスファミド、トロフォスファミド・カルムスチン、セムスチン、ベンダムスチン、エポチロンＡ−Ｅ、トミュデックス（tomudex）、６−メルカプトプリン、６−チオグアニン、アムサクリン、カレニテシン、アシクロビル、バラシクロビル、ガンシクロビル、アマンタジン、リマンタジン、ラミブジン、ジドブジン、ベバシズマブ、トラスツズマブ、リツキシマブ、ブデソニド、およびその組み合わせなどの化学療法薬が挙げられ、またはその治療薬はｓｉＲＮＡとすることができる。
一部の実施形態において、意図されるナノ粒子はタキサンを含まない（例えば、ドセタキセルを含まない）。他の実施形態において、意図されるナノ粒子は、ビンカアルカロイドまたはｍＴＯＲ阻害剤を含まない。
潜在的に適している薬物の非制限的な例としては、例えば、ドセタキセル、ミトキサントロン、およびミトキサントロン塩酸塩などの抗癌剤が挙げられる。他の実施形態において、ペイロードは、抗癌薬、例えば、２０−ｅｐｉ−１、２５ジヒドロキシビタミンＤ３，４−イポメアノール、５−エチニルウラシル、９−ジヒドロタキソール、アビラテロン、アシビシン、アクラルビシン、アコダゾール塩酸塩、アクロニン、アシルフルベン、アデシペノール、アドゼレシン、アルデスロイキン、すべてのｔｋアンタゴニスト、アルトレタミン、アンバムスチン、アンボマイシン、酢酸アメタントロン、アミドックス、アミホスチン、アミノグルテチミド、アミノレブリン酸、アムルビシン、アムサクリン、アナグレリド、アナストロゾール、アンドログラホリド、血管形成阻害剤、アンタゴニストＤ、アンタゴニストＧ、アンタレリックス、アントラマイシン、抗背方化形態形成タンパク質−１（anti-dorsalizdng morphogenetic protein）、抗エストロゲン、アンチネオプラストン、アンチセンスオリゴヌクレオチド、グリシン酸アフィジコリン、アポトーシス遺伝子修飾因子、アポトーシス制御因子、アプリン酸、ＡＲＡ−ＣＤＰ−ＤＬ−ＰＴＢＡ、アルギニンデアミナーゼ、アスパラギナーゼ、アスペルリン、アスラクリン、アタメスタン、アトリムスチン、アキシナスタチン１、アキシナスタチン２、アキシナスタチン３、アザシチジン、アザセトロン、アザトキシン、アザチロシン、アゼテパ、アゾトマイシン、バッカチンＩＩＩ誘導体、バラノール、バチマスタット、ベンゾクロリン、ベンゾデパ、ベンゾイルスタウロスポリン、βラクタム誘導体、βアレチン、βクラマイシンＢ、ベツリン酸、ＢＦＧＦ阻害剤、ビカルタミド、ビサントレン、ビサントレン塩酸塩、ビザズイジニルスペルミン、ビスナフィド、ジメシル酸ビスナフィド、ビストラテンＡ、ビゼレシン、ブレオマイシン、硫酸ブレオマイシン、ＢＲＣ／ＡＢＬアンタゴニスト、ブレフレート、ブレキナールナトリウム、ブロピリミン、ブドチタン、ブスルファン、ブチオニンスルホキシミン、カクチノマイシン、カルシポトリオール、カルホスチンＣ、カルステロン、カンプトテシン誘導体、カナリポックスＩＬ−２、カペシタビン、カラセライド、カルベチマー、カルボプラチン、カルボキサミド−アミノ−トリアゾール、カルボキシアミドトリアゾール、カレストＭ３、カルムチン、アーン７００、軟骨由来阻害剤、カルビシン塩酸塩、カルゼレシン、カゼインキナーゼ阻害剤、カスタノスペルミン、セクロピンＢ、セデフィンゴール、セトロレリクス、クロラムブシル、クロリン、クロロキノキサリンスルホンアミド、シカプロスト、シロレマイシン、シスプラチン、ｃｉｓ−ポルフィリン、クラドリビン、クロミフェン類縁体、クロトリマゾール、コリスマイシンＡ、コリスマイシンＢ、コンブレタスタチンＡ４、コンブレタスタチン類似体、コナゲニン、クランベスシジン８１６、クリスナトール、メシル酸クリスナトール、クリプトフィシン８、クリプトフィシンＡ誘導体、キュラシンＡ、シクロペンタントラキノン、シクロホスファミド、シクロプラタム、シペマイシン、シタラビン、シタラビンオクホスファート、細胞溶解因子、サイトスタチン、ダカルバジン、ダクリキシマブ、ダクチノマイシン、ダウノルビシン塩酸塩、デシタビン、デヒドロジデミンＢ、デスロレリン、デキシフォスファミド、デキソルマプラチン、デクスラゾキサン、デクスベラパミル、デザグアニン、メシル酸デザグアニン、ジアジクオン、ジデミンＢ、ジドックス、ジエチヒオルスペルミン、ジヒドロ−５−アザシチジン、ジオキサマイシン、ジフェニルスピロムスチン、ドセタキセル、ドコサノール、ドラセトロン、ドキシフルリジン、ドキソルビシン、ドキソルビシン塩酸塩、ドロロキシフェン、クエン酸ドロロキシフェン、プロピオン酸ドロモスタノロン、ドロナビノール、デュアゾマイシン、デュオカマイシンＳＡ、エブセレン、エコムスチン、エダトレキセート、エデルホシン、エドレコロマブ、エフロミチン、エフロミチン塩酸塩、エレメン、エルサルミトルシン、エミテフル、エンロプラチン、エンプロメート、エピプロピジン、エピルビシン、エピルビシン塩酸塩、エプリステリド、エルブロゾール、赤血球遺伝子治療ベクターシステム、エソルビシン塩酸塩、エストラムスチン、エストラムスチン類似体、リン酸エストラムスチンナトリウム、エストロゲンアゴニスト、エストロゲンアンタゴニスト、エタニダゾール、エトポシド、リン酸エトポシド、エトプリン、エキセメスタン、ファドロゾール、ファドロゾール塩酸塩、ファザラビン、フェンレチニド、フィルグラスチム、フィナステリド、フラボピリドール、フレゼラスチン、フロクスウリジン、フルアステロン、フルダラビン、リン酸フルダラビン、フルオロダウノルビシン塩酸塩、フルオロウラシル、フルロシタビン、フォルフェニメックス、フォルメスタン、フォスキドン、フォストリエシン、フォストリエシンナトリウム、フォテムスチン、ガドリニウムテキサフィリン、硝酸ガリウム、ガロシタビン、ガニレリクス、ゼラチナーゼ阻害剤、ゲムシタビン、ゲムシタビン塩酸塩、グルタチオン阻害剤、ヘプスルファム、ヘレグリン、ヘキサメチレンビスアセトアミド、ヒドロキシウレア、ヒペリシン、イバンドロン酸、イダルビシン、イダルビシン塩酸塩、イドキシフェン、イドラマントン、イフォスファミド、イルモフォスチン、イロマスタット、イミダゾアクリドン、イミキモド、免疫刺激性ペプチド、インスリン様成長因子−１受容体阻害剤、インターフェロンアゴニスト、インターフェロンα−２Ａ、インターフェロンα−２Ｂ、インターフェロンα−Ｎ１
、インターフェロンα−Ｎ３、インターフェロンβ−ＩＡ、インターフェロンγ−ＩＢ、インターフェロン、インターロイキン、イオベングアン、ヨードドキソルビシン、イプロプラツム、イリノテカン、イリノテカン塩酸塩、イロプラクト、イルソグラジン、イソベンガゾール、イソホモハリコンドリンＢ、イタセトロン、ジャスプラキノリド、カハラリドＦ、ラメラリン−Ｎトリアセテート、ランレオチド、酢酸ランレオチド、レイナマイシン、レノグラスチム、硫酸レンチナン、レプトールスタチン、レトロゾール、白血病抑制因子、白血球αインターフェロン、酢酸ロイプロリド、ロイプロリド／エストロゲン／プロゲステロン、リュープリン、レバミソール、リアロゾール、リアロゾール塩酸塩、直鎖状ポリアミン類似体、親油性二糖ペプチド、親油性白金化合物、リソクリナミド、ロバプラチン、ロンブリシン、ロメトレキソール、ロメトレキソールナトリウム、ロムスチン、ロニダミン、ロソキサントロン、ロソキサントロン塩酸塩、ロバスタチン、ロキソリビン、ルルトテカン、ルテチウムテキサフィリン、リソフィリン、溶解性ペプチド、マイタンシン、マンノスタチンＡ、マリマスタット、マソプロコール、マスピン、マトリリシン阻害剤、マトリックスメタロプロテイナーゼ阻害剤、マイタンシン、メクロレタミン塩酸塩、酢酸メゲストロール、酢酸メレンゲストロール、メルファラン、メノガリル、メルバロン、メルカプトプリン、メテレリン、メチオニナーゼ、メトトレキサート、メトトレキサートナトリウム、メトクロプラミド、メトプリン、メツレデパ、微細藻類プロテインキナーゼＣ阻害剤、ＭＩＦ阻害剤、ミフェプリストン、ミルテホシン、ミリモスチム、ミスマッチ二本鎖ＲＮＡ、ミチンドミド、ミトカルシン、ミトクロミン、ミトギリン、ミトグアゾン、ミトラクトール、ミトマルシン、ミトマイシン、ミトマイシン類似体、ミトナフィド、ミトスペル、ミトタン、ミトトキシン線維芽細胞成長因子サポリン、ミトキサントロン、塩ミトキサントロン塩酸塩、モファロテン、モルグラモスチム、モノクローナル抗体、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、モノホスホリル脂質ａ／ミオバクテリウム細胞壁ＳＫ、モピダモール、多剤耐性遺伝子阻害剤、ＭＴＳ（multiple tumor suppressor）１ベースの療法、マスタード系抗癌剤、マイカペルオキシドＢ、マイコバクテリア細胞壁抽出物、ミコフェノール酸、ミリアポロン、Ｎ−アセチルジナリン、ナファレリン、ナグレスチップ、ナロキソン／ペンタゾシン、ナパビン、ナフテルピン、ナルトグラスチム、ネダプラチン、ネモルビシン、ネリドロン酸、中性エンドペプチダーゼ、ニルタミド、ニサマイシン、一酸化窒素修飾因子、ニトロキシド酸化防止剤、ニトルリン、ノコダゾール、ノガラマイシン、Ｎ−置換ベンズアミド、Ｏ６−ベンジルグアニン、オクトレオチド、オキセノン、オリゴヌクレオチド、オナプリストン、オンダンセトロン、オラシン、経口サイトカイン誘導物質、オルマプラチン、オサテロン、オキサリプラチン、オキサウノマイシン、オキシスラン、パクリタキセル、パクリタキセル類似体、パクリタキセル誘導体、パラウアミン、パルミトイルリゾキシン、パミドロン酸、パナキシトリオール、パノミフェン、パラバクチン、パゼリプチン、ペガスパルガーゼ、ペルデシン、ペリオマイシン、ペンタムスチン、ペントサンポリ硫酸ナトリウム、ペントスタチン、ペントロゾール、硫酸ペプロマイシン、ペルフルブロン、ペルホスファミド、ペリリルアルコール、フェナジノマイシン、酢酸フェニル、ホスファターゼ阻害剤、ピシバニール、ピロカルピン塩酸塩、ピポブロマン、ピポスルファン、ピラルビシン、ピリトレキシム、ピロキサントロンン塩酸塩、プラセチンＡ、プラセチンＢ、プラスミノゲン活性化因子阻害剤、白金錯体、白金化合物、白金−トリアミン錯体、プリカマイシン、プロメスタン、ポルフィマーナトリウム、ポルフィロマイシン、プレドニムスチン、プロカルバジン塩酸塩、プロピルビスアクリドン、プロスタグランジンＪ２、前立腺癌抗アンドロゲン、プロテアソーム阻害剤、プロテインＡベースの免疫修飾物質、プロテインキナーゼＣ阻害剤、タンパク質チロシンホスファターゼ阻害剤、プリンヌクレオシドホスホリラーゼ阻害剤、ピューロマイシン、ピューロマイシン塩酸塩、プルプリン、ピラゾロアクリジン、ピリドキシル化ヘモグロビンポリオキシエチレン抱合体、ＲＡＦアンタゴニスト、ラルチトレキセド、ラモセトロン、ＲＡＳファルネシルタンパク質トランスフェラーゼ阻害剤、ＲＡＳ阻害剤、ＲＡＳ−ＧＡＰ阻害剤、脱メチル化レテリプチン、レニウムＲＥ１８６エチドロネート、リゾキシン、リボプリン、リボザイム、ＲＨレチナミド、ＲＮＡｉ、ログレチミド、ロヒツキン、ロムルチド、ロキニメクス、ルビギノンＢ１、ルボキシル、サフィンゴール、サフィンゴール塩酸塩、サイントピン、ＳａｒＣＮＵ、サルコフィトールＡ、サルグラモスチム、ＳＤＩ１ミメティクス（mimetics）、セムスチン、老化由来阻害剤１、センスオリゴヌクレオチド、シグナル伝達阻害剤、シグナル伝達修飾物質、シムトラゼン、単鎖抗原結合性タンパク質、シゾフィラン、ソブゾキサン、ボロカプタートナトリウム、フェニル酢酸ナトリウム、ソルベロール、ソマトメジン結合性タンパク質、ソネルミン、スパルホサートナトリウム、スパルホス酸、スピカマイシンＤ、スピロゲルマニウム塩酸塩、スピロムスチン、スピロプラチン、スプレノペンチン、スポンジスタチン１、スクアラミン、幹細胞阻害剤、幹細胞分裂阻害剤、スチピアミド、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ストロメライシン阻害剤、スルフィノシン、スロフェヌル、超活性血管作動性腸管ペプチドアンタゴニスト、スラジスタ、スラミン、スワインソニン、合成グリコサミノグリカン、タリソマイシン、タリムスチン、タモキシフェンメチオジド、タウロムスチン、タザロテン、テコガランナトリウム、テガフル、テルラピリリウム、テロメラーゼ阻害剤、テロキサントロン塩酸塩、テモポルフィン、テモゾロミド、テニポシド、テロキシロン、テストラクトン、テトラクロロデカオキシド、テトラゾミン、タリブラスチン、タリドミド、チアミプリン、チオコラリン、チオグアニン、チオテパ、トロンボポエチン、トロンボポエチン模倣薬（mimetic）、チマルファシン、チモポイエチン受容体アゴニスト、チモトリナン、甲状腺刺激ホルモン、チアゾフリン、スズエチルエチオプルプリン、チラパザミン、二塩化チタノセン、トポテカン塩酸塩、トプセンチン、トレミフェン、クエン酸トレミフェン、全能性幹細胞因子、翻訳阻害剤、酢酸テストステロン、トレチノイン、トリアセチルウリジン、トリシリビン、リン酸トリシリビン、トリメトレキサート、グルクロン酸トリメトレキサート、トリプトレリン、トロピセトロン、ツブロゾール塩酸塩、ツロステリド、チロシンキナーゼ阻害剤、チルホスチン、ＵＢＣ阻害剤、ウベニメクス、ウラシルマスタード、ウレデパ、尿生殖洞由来成長抑制因子、ウロキナーゼ受容体アンタゴニスト、バプレオチド、バリオリンＢ、ベラレソール、ベラミン、ベルジン、ベルテポルフィン、硫酸ビンブラスチン、硫酸ビンクリスチン、ビンデシン、硫酸ビンデシン、硫酸ビネピジン、硫酸ビングリシネート、硫酸ビンリューロシン、ビノレルビン、酒石酸ビノレルビン、硫酸ビンロシジン、ビンキサルチン、硫酸ビンゾリジン、ビタキシン、ボロゾール、ザノテロン、ゼニプラチン、ジラスコルブ、ジノスタチン、ジノスタチンスチマラマーまたはゾルビシン塩酸塩酸塩であることができる。
一実施形態において、作用薬は、例えば、開示のナノ粒子の一部を形成する開示の疎水性ポリマーに結合してもよく（または、結合しなくてもよい）、例えば作用薬は、ＰＬＡまたはＰＧＬＡに、またはＰＬＡ−ＰＥＧまたはＰＬＧＡ−ＰＥＧなどのコポリマーのＰＬＡまたはＰＬＧＡ部分に結合（例えば、直接または連結部位を介して、共有結合）することができる。
ナノ粒子の作製
一部の実施形態において、開示のナノ粒子は、１種または複数種のポリマーを含む溶液を提供し、ポリマー非溶媒とその溶液を接触させて粒子を製造することによって形成される。その溶液は、ポリマー非溶媒と混和性または不混和性であることができる。例えば、アセトニトリルなどの水混和性液体は、ポリマーを含有することができ、例えば、制御速度でアセトニトリルを水に注ぐことによって、アセトニトリルが、水、ポリマー非溶媒と接触すると粒子が形成される。その溶液中に含有されるポリマーは、ポリマー非溶媒と接触させると沈殿し、ナノ粒子などの粒子を形成する。２つの液体は、一方の液体が、周囲温度および圧力にて、少なくとも１０重量％のレベルでもう一方の液体に可溶性ではない場合に、互いに「不混和性」である、または混和性ではないと言われる。一般に、有機溶液（例えば、ジクロロメタン、アセトニトリル、クロロホルム、テトラヒドロフラン、アセトン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ピリジン、ジオキサン、ジメチルスルホキシド等）および水性液（例えば、水、または溶解塩もしくは他の種、細胞、または生物学的媒体、エタノールを含有する水等）は互いに対して不混和性である。例えば、第１溶液を第２溶液に注ぐことができる（適切な割合または速度で）。場合によっては、ナノ粒子などの粒子は、第１溶液が不混和性第２液体と接触した時に形成され、例えば、第１溶液が第２液体に注がれると同時に、接触によるポリマーの沈殿によって、ポリマーがナノ粒子を形成し、場合によっては、例えば、導入の速度を注意深くコントロールし、比較的遅い速度で維持した場合に、ナノ粒子を形成することができる。かかる粒子形成のコントロールは、単なる通常の実験を用いて当業者によって容易に最適化することができる。
他の実施形態において、図１および２に示されるプロセスなどのナノエマルジョンプロセスが提供される。例えば、治療薬、第１ポリマー（例えば、ＰＬＡ−ＰＥＧまたはＰＬＧＡ−ＰＥＧなどのジブロックコポリマー）および任意の第２ポリマー（例えば、（ＰＬ（Ｇ）Ａ−ＰＥＧまたはＰＬＡ）を有機溶液と合わせて、第１有機相が形成される。かかる第１相は、固形分約５〜約５０重量％、例えば約５〜約４０重量％、または固形分約１０〜約３０重量％を含有していてもよい。第１有機相を第１水溶液と合わせて、第２相が形成される。有機溶液としては、例えば、トルエン、メチルエチルケトン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、イソプロピルアルコール、酢酸イソプロピル、ジメチルホルムアミド、塩化メチレン、ジクロロメタン、クロロホルム、アセトン、ベンジルアルコール、Ｔｗｅｅｎ８０、Ｓｐａｎ８０等、またはその組み合わせが挙げられる。一実施形態において、有機相は、ベンジルアルコール、酢酸エチル、およびその組み合わせを含むことができる。第２相は、固形分約１〜５０重量％、例えば、約５〜４０重量％であることができる。水溶液は、任意に、コール酸ナトリウム、酢酸エチル、ポリ酢酸ビニルおよびベンジルアルコールのうちの１種または複数種と組み合わされた水であることができる。
例えば、油相または有機相に、非溶媒（水）と部分的にのみ混和性である溶媒を使用してもよい。したがって、十分に低い比率で混合した場合、かつ／または有機溶媒で予め飽和された水を使用した場合、油相は液状のままである。油相は、水溶液中に乳化することができ、例えば、ホモジナイザーまたは超音波処理器などの高エネルギー分散システムを使用して、液滴として、ナノ粒子へと剪断される。別名「水相」として知られるエマルジョンの水性部分は、コール酸ナトリウムからなり、かつ酢酸エチルおよびベンジルアルコールで予め飽和されている、界面活性剤溶液とすることができる。
エマルジョン相を形成するための第２相の乳化は、１または２つの乳化段階で行われる。例えば、最初のエマルジョンを調製し、次いで乳化し、微細エマルジョンが形成される。その最初のエマルジョンは、例えば、簡単な混合、高圧ホモジナイザー、プローブ超音波処理器、撹拌子、またはローターステーター・ホモジナイザーを用いて形成することができる。その最初のエマルジョンは、例えば、プローブ超音波処理器または高圧ホモジナイザーを使用して、例えばホモジナイザーを１、２、３回またはそれ以上の回数、操作することによって、微細エマルジョンへと形成することができる。例えば、高圧ホモジナイザーを使用する場合、使用される圧力は、約１０００〜約８０００ｐｓｉ、約２０００〜約４０００〜約８０００ｐｓｉ、または約４０００〜約５０００ｐｓｉ、例えば、約２０００、２５００、４０００または５０００ｐｓｉであることができる。
溶媒の抽出を完了し、粒子を固化するために、溶媒の蒸発または希釈のいずれかが必要となる場合がある。抽出のキネティクスをより良くコントロールし、プロセスをさらに拡張可能にするには、水性クエンチによる溶媒希釈を用いることができる。例えば、有機溶媒のすべてを溶解するのに十分な濃度までエマルジョンジョンを冷水に希釈し、クエンチ相を形成することができる。クエンチは、少なくとも部分的に温度約５℃以下で行われる。例えば、クエンチに使用される水は、室温より低い温度（例えば、約０〜約１０℃、または約０〜約５℃）である。
一部の実施形態において、治療薬（例えば、ドセタキセル）のすべてが、この段階で粒子に封入されるわけではなく、可溶化剤がクエンチ相に添加され、可溶化相が形成される。薬物可溶化剤は、例えば、Ｔｗｅｅｎ８０、Ｔｗｅｅｎ２０、ポリビニルピロリドン、シクロデキストラン、ドデシル硫酸ナトリウム、またはコール酸ナトリウムである。例えば、Ｔｗｅｅｎ−８０をクエンチされたナノ粒子懸濁液に添加して、遊離薬物を可溶化し、薬物結晶の形成を防ぐことができる。一部の実施形態において、薬物可溶化剤と治療薬（例えば、ドセタキセル）の比は、約１００：１〜約１０：１である。
可溶化相を濾過して、ナノ粒子を回収してもよい。例えば、限外濾過膜を使用して、ナノ粒子懸濁液を濃縮し、有機溶媒、遊離薬物、および他の加工助剤（界面活性剤）をかなり除去することができる。例示的な濾過は、接線フロー濾過システムを用いて行われる。例えば、溶質、ミセル、および有機溶媒を通過させると同時に、ナノ粒子を保持するのに適した孔径を有する膜を使用することによって、ナノ粒子を選択的に分離することができる。分画分子量約３００〜５００ｋＤａ（約５〜２５ｎｍ）を有する例示的な膜を使用することができる。
ダイアフィルトレーションは、一定容積アプローチを用いて行われ、懸濁液から濾液が除去されるのと同じ速度でダイア濾液（diafiltrate）（冷たい脱イオン水、例えば、約０〜約５℃、または０〜約１０℃）が供給懸濁液に添加されることを意味する。一部の実施形態において、濾過は、第１温度約０〜約５℃または０〜約１０℃、および第２温度約２０〜約３０℃または１５〜約３５℃を用いた第１濾過を含むことができる。例えば、濾過は、約０〜約５℃にて約１〜約６のダイア容積（diavolume）を処理すること、および約２０〜約３０℃にて少なくとも１のダイア容積（例えば、約１〜約３または約１〜２のダイア容積）を処理することを含むことができる。
ナノ粒子懸濁液を精製し、濃縮した後、例えば、約０．２μｍのデプスプレフィルターを用いて、１、２、またはそれ以上の滅菌および／またはデプスフィルターに粒子を通す。
ナノ粒子を製造する他の実施形態において、治療薬、例えばドセタキセル、およびポリマー（ホモポリマー、コポリマー、およびリガンドを有するコポリマー）の混合物で構成される有機相が形成される。有機相は、約１：５の比（油相：水相）で水相と混合され、水相は、界面活性剤および一部溶解された溶媒で構成される。単に混合して、またはローターステーター・ホモジナイザーを使用して、２つの相を合わせることによって、最初のエマルジョンが形成される。次いで、高圧ホモジナイザーを使用して、最初のエマルジョンが微細エマルジョンへと形成される。次いで、微細エマルジョンは、混合しながら脱イオン水に添加することによってクエンチされる。クエンチ：エマルジョンの比は約８．５：１である。次いで、Ｔｗｅｅｎ（例えば、Ｔｗｅｅｎ８０）の溶液をクエンチに添加し、全体でＴｗｅｅｎ約２％が達成される。これは、未封入の遊離薬物を溶解する役割を果たす。次いで、遠心分離または限外濾過／ダイアフィルトレーションのいずれかによって、ナノ粒子を単離する。
製剤の製造に使用される、ポリマーおよび治療薬または作用薬の量は、最終製剤と異なるかもしれないことを理解されたい。例えば、一部の作用薬は、ナノ粒子に完全には組み込まれず、かかる遊離治療薬は、例えば濾過除去することができる。
医薬組成物
本発明の開示内容の他の態様に従って、本明細書で開示されるナノ粒子を医薬的に許容される担体と組み合わせて、医薬組成物が形成される。当業者には理解されるように、担体は、以下に記載の投与経路、標的組織の位置、送達される薬物、薬物送達の時間経過等に基づいて選択される。
本発明の開示内容の医薬組成物は、経口的および非経口的経路など当技術分野で公知の手段によって患者に投与される。本明細書で使用される「患者」という用語は、ヒトだけではなく、例えば、哺乳動物、鳥、爬虫類、両生類、および魚などの非ヒトを意味する。例えば、非ヒトは、哺乳動物（例えば、げっ歯類、マウス、ラット、ウサギ、サル、イヌ、ネコ、霊長類、またはブタ）とすることができる。特定の実施形態において、非経口的経路は、消化管で見られる消化酵素との接触が避けられることから望ましい。かかる実施形態に従って、本発明の組成物は、注射（例えば、静脈内、皮下または筋肉内、腹腔内注射）によって、経直腸、経膣、局所投与（粉末、クリーム、軟膏または点滴剤として）によって、または吸入（スプレーとして）によって投与することができる。
特定の実施形態において、本発明の開示内容のナノ粒子は、その必要がある被検者に全身的に、例えば、非経口で、または静脈内点滴または注射によって投与される。
一部の実施形態において、本明細書で開示されるナノ粒子を含む凍結に適した組成物が企図され、凍結に適した溶液、例えば、ショ糖および／または塩溶液がナノ粒子懸濁液に添加される。ショ糖は、例えば、凍結保護物質として作用し、凍結した場合に粒子が凝集するのを防ぐ。例えば、多数の開示のナノ粒子、ショ糖、イオン性ハロゲン化物、および水を含むナノ粒子製剤が本明細書で提供され；ナノ粒子／ショ糖／水は約３〜３０％／１０〜３０％／５０〜９０％（ｗ／ｗ／ｗ）または約５〜１０％／１０〜１５％／８０〜９０％（ｗ／ｗ／ｗ）である。例えば、かかる溶液は、本明細書で開示されるナノ粒子、ショ糖約５〜約２０重量％および濃度約１０〜１００ｍＭの塩化ナトリウムなどのイオン性ハロゲン化物を含むことができる。
組成物および治療方法
本明細書で開示されるナノ粒子を医薬的に許容される担体と合わせて、医薬組成物を形成することができる。当業者には理解されるように、担体は、以下に記載の投与経路、標的組織の位置、送達される薬物、薬物送達の時間経過等に基づいて選択される。
医薬組成物および本明細書で開示される粒子は、経口的経路および非経口的経路などの当技術分野で公知の手段によって患者に投与される。本明細書で使用される「患者」という用語は、ヒトだけではなく、例えば、哺乳動物、鳥、爬虫類、両生類、および魚などの非ヒトも意味する。例えば、非ヒトは、哺乳動物（例えば、げっ歯類、マウス、ラット、ウサギ、サル、イヌ、ネコ、霊長類、またはブタ）とすることができる。特定の実施形態において、非経口的経路は、消化管で見られる消化酵素との接触が避けられることから望ましい。かかる実施形態に従って、本発明の組成物は、注射（例えば、静脈内、皮下または筋肉内、腹腔内注射）によって、経直腸、経膣、局所投与（粉末、クリーム、軟膏または点滴剤として）によって、または吸入（スプレーとして）によって投与することができる。
特定の実施形態において、開示内容のナノ粒子は、その必要がある被検者に、例えば静脈内点滴または注射によって全身投与される。
注射可能な製剤、例えば、注射可能な滅菌水性または油性懸濁液は、適切な分散剤または湿潤剤および懸濁化剤を使用して公知の技術に従って製剤化される。注射可能な滅菌製剤は、例えば１，３−ブタンジオール中の溶液としての、非毒性の非経口的に許容可能な希釈剤または溶媒中の注射可能な滅菌溶液、懸濁液、またはエマルジョンとすることができる。用いることができる許容可能な賦形剤および溶媒の中では、水、リンゲル液、Ｕ．Ｓ．Ｐ．、および塩化ナトリウム等張溶液が挙げられる。さらに、滅菌固定油が、溶媒または懸濁媒体として従来から使用されている。この目的のために、合成モノまたはジグリセリドなどのブランド固定油を使用することができる。さらに、オレイン酸などの脂肪酸が、注射可能な製剤で使用される。一実施形態において、本発明の抱合体（conjugate）は、カルボキシルメチルセルロースナトリウム１％（ｗ／ｖ）、ＴＷＥＥＮ（商標）８０ ０．１％（ｖ／ｖ）を含む担体液体に懸濁される。注射可能な製剤は、例えば、細菌保持フィルターを通す濾過によって、または使用前に滅菌水または他の注射可能な滅菌媒体に溶解または分散することができる滅菌固形組成物の形で滅菌剤を組み込むことによって滅菌することができる。
経口投与用の固形剤形としては、カプセル剤、錠剤、丸剤、散剤、および顆粒剤が挙げられる。かかる固形剤形において、封入された、または未封入の抱合体を少なくとも１種類の医薬的に許容される不活性賦形剤または担体、例えばクエン酸ナトリウムまたはケイ酸二カルシウムおよび／または（ａ）デンプン、ラクトース、ショ糖、グルコース、マンニトール、およびケイ酸などの充填剤または増量剤、（ｂ）例えば、カルボキシメチルセルロース、アルジネート、ゼラチン、ポリビニルピロリジノン、ショ糖、およびアカシアなどの結合剤、（ｃ）グリセロールなどの湿潤剤（ｄ）寒天、炭酸カルシウム、ジャガイモまたはタピオカデンプン、アルギン酸、特定のケイ酸塩、および炭酸ナトリウムなどの崩壊剤、（ｅ）パラフィンなどの溶解遅延剤（solution retarding agent）、（ｆ）第４級アンモニウム化合物などの吸収促進剤、（ｇ）例えば、セチルアルコールおよびモノステアリン酸グリセロールなどの湿潤剤、（ｈ）カオリンおよびベントナイト粘土などの吸収剤、および（ｉ）タルク、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固形ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウム、およびその混合物などの滑沢剤と混合される。カプセル剤、錠剤、および丸剤の場合には、その剤形は緩衝剤も含むことができる。
開示のナノ粒子は、投薬を容易にするため、かつ投薬量を均一にするために、投薬単位形態で製剤化される。本明細書で使用される「投薬単位形態」という表現は、治療される患者に適したナノ粒子の物理的に別々の単位を意味する。あらゆるナノ粒子に関して、治療上有効な用量が、細胞培養アッセイにおいて、または動物モデル、通常マウス、ウサギ、イヌ、またはブタにおいて最初に推定される。動物モデルを使用して、望ましい濃度範囲および投与経路を得ることもできる。次いで、かかる情報を用いて、ヒトに投与するのに有用な用量および経路を決定することができる。ナノ粒子の治療有効性および毒性、例えば、ＥＤ50（この用量は、個体数の５０％に治療上有効である）およびＬＤ50（この用量は、個体数の５０％において致死量である）は、細胞培養または実験動物における標準的製薬手順によって決定することができる。毒性作用と治療効果の用量比が治療指数であり、ＬＤ50／ＥＤ50の比として表される。大きな治療指数を示す医薬組成物が、一部の実施形態において有用である。細胞培養アッセイおよび動物研究から得られたデータが、ヒトに使用される、投薬量の範囲を定式化するのに使用される。
例示的な実施形態において、治療薬および医薬的に許容される賦形剤をそれぞれが含む多数のナノ粒子を含む医薬組成物が開示される。
一部の実施形態において、本明細書で開示されるナノ粒子を含む凍結に適した組成物が企図され、凍結に適した溶液、例えば、糖（例えばショ糖）溶液がナノ粒子懸濁液に添加される。ショ糖は、例えば、凍結保護物質として作用し、凍結した場合に粒子が凝集するのを防ぐ。例えば、多数の開示のナノ粒子、ショ糖、イオン性ハロゲン化物、および水を含むナノ粒子製剤が本明細書で提供され；ナノ粒子／ショ糖／水は約５〜１０％／１０〜１５％／８０〜９０％（ｗ／ｗ／ｗ）で存在する。
一部の実施形態において、本明細書で開示される治療用粒子を用いて、疾患、障害および／または病状の１つもしくは複数の症状もしくは特徴を治療、緩和、寛解、軽減し、発症を遅らせ、進行を抑制し、重症度を軽減し、かつ／または発生率を低下させることができる。本発明の治療用粒子で治療される腫瘍および癌細胞の他の種類としては、例えば以下の種類の癌：肺癌、頭頸部扁平上皮癌（ＳＣＣＨＮ）、膵臓癌、結腸癌、直腸癌、食道癌、前立腺癌、乳癌、卵巣癌、腎癌、リンパ腫および黒色腫と関連する癌など、すべての種類の固形腫瘍が挙げられる。その腫瘍は、口腔および咽頭、消化器系、呼吸器系、骨および関節（例えば、骨転移）、軟部組織、皮膚（例えば、黒色腫）、胸、生殖器系、泌尿器系、眼球および眼窩、脳および神経系（例えば、神経膠腫）、または内分泌系（例えば、甲状腺）の（に位置する）癌と関連し、必ずしも原発腫瘍ではない。口腔と関連する組織としては、限定されないが、舌および口腔組織が挙げられる。癌は、例えば食道、胃、小腸、結腸、直腸、肛門、肝臓、胆嚢、および膵臓などの消化器系の組織に発生するかもしれない。呼吸器系の癌は、喉頭、肺、および気管支に影響し、例えば非小細胞肺癌腫が挙げられる。腫瘍は、男性および女性の生殖器システムを構成する子宮頸部、子宮体、卵巣、外陰部、膣、前立腺、精巣、および陰茎、および泌尿器系を構成する、膀胱、腎臓、腎盂、および輸尿管に発生するかもしれない。
癌（例えば、乳癌または前立腺癌）を治療する開示の方法は、所望の結果を達成するのに必要な量および時間で、その必要のある被検者に、治療有効量の開示の治療用粒子を投与することを含むことができる。本発明の特定の実施形態において、「治療有効量」とは、例えば、治療される癌の１つまたは複数の症状もしくは特徴を治療、緩和、寛解、軽減し、発症を遅らせ、進行を抑制し、重症度を軽減し、かつ／または発生率を低下させるのに有効な量である。
一部の実施形態において、エポチロン、例えばエポチロンＢを含む開示の治療用ナノ粒子を使用して、その必要がある患者において、乳癌、前立腺癌、結癌腸、膠芽腫、急性リンパ性白血病、骨肉腫、非ホジキンリンパ腫、または小細胞肺癌などの肺癌などの癌を治療することができる。
他の実施形態において、ブデソニドなどのコルチコステロイドを含む開示の治療用ナノ粒子を使用して、喘息、変形性関節症、皮膚炎、および炎症性腸疾患、潰瘍性大腸炎、および／またはクローン病などの炎症性疾患の治療に使用することができる（結腸癌などの癌の治療も意図される）。
薬物放出速度
この開示内容は一部、水性懸濁液中の薬物ローディングされたナノ粒子のガラス転移温度（Ｔg）を測定することによって、ナノ粒子からの薬物放出の速度を予測かつコントロールする方法に関する。例えば、懸濁条件下での測定には、静脈内投与した場合の血流におけるナノ粒子の化学組成および物理的性質を操作する必要がある。ナノ粒子製剤は、ナノ粒子のＴgに基づいて所望の薬物放出速度を示すようにデザインすることもできる。
水性懸濁液中の薬物保持粒子のガラス転移温度（Ｔg）は、ナノ粒子の薬物放出特性の指標であることができる。ナノ粒子懸濁液Ｔgを同定することによって、薬物放出特性の予測子としてそれを使用することが可能となり、所望の薬物放出速度を有するナノ粒状ポリマーおよび薬物製剤の合理的なデザインが可能となり、さらに製剤を迅速スクリーニングし、さらに研究するために、高い値の標的を同定することが可能となる。
エマルジョンプロセスを用いてナノ粒子を形成することによって一般に、ポリマー中の薬物の非晶質固体の分散が生じる。その化学構造に応じて、ポリマーは部分的に結晶化するが、ポリマー鎖に沿った反復単位の立体規則性の欠如が原因で、ポリマーが非晶質状態をとることが多い。この剛性ガラス状態は、ポリマー溶融物を冷却することによって得られる状態と似ている。溶融物相はゴム状特性を特徴とする。ガラス状態への転移は、硬度、ヤング率、および熱容量などのポリマー材料特性の変化によって達成される。これらの特性の変化をモニターするいくつかの技術を用いて、ガラス転移温度（Ｔg）として知られる、このゴムがその温度にわたってガラス転移する温度（または温度範囲）を決定することができる。そのＴｇは、例えば、ポリマーの純度に依存するかもしれない。例えば、ナノ粒子における薬物分子または作用薬、溶媒または非溶媒分子（つまり、水）の存在は、ポリマーのＴgに影響を及ぼし、例えば、ナノ粒子の高い表面：体積比は、ポリマー相の水含有率に寄与するかもしれない。水性懸濁液中のポリマーナノ粒子のＴgは、同じ化学組成の中間視的ポリマー薬物混合物のＴgまたは乾燥粉末状の薬物保持ナノ粒子のＴgと明確に異なる。
ナノ粒子内の薬物は、分子的に分散されるか、またはポリマーナノ粒子よりも小さな寸法のナノ結晶を形成するかもれない。どちらの場合にも、ナノ粒子からの薬物の拡散ベースの放出は、ポリマーマトリックスを通過し、かつ周囲の水相中へのその輸送に依存する。ポリマーマトリックスにおける薬物の固有の溶解性、その拡散係数、拡散経路長、ポリマーマトリックス粘度および温度自体が、ナノ粒子からの薬物放出速度の因子であるかもしれない。例えば、静脈内注射した場合に、ナノ粒子は生理学的温度（３７℃）に急速に平衡化し、したがって、この温度でのポリマーマトリックスの材料特性は、薬物放出速度に影響するかもしれない。ポリマー全体にわたる薬物拡散およびナノ粒子からのその放出は、ポリマーマトリックスが３７℃の剛性ガラス状態である場合には遅く、ポリマーマトリックスがこの温度でゴム状の状態である場合には比較的速い。つまり、生理学的条件下にて、３７℃以下のＴgを有するナノ粒子は、３７℃を超えるＴgを有するナノ粒子よりも速い速度で薬物を放出する。
例えば、ＰＬＡ−ＰＥＧおよび低分子量ＰＬＡ（例えば、６．５ｋＤａ ＰＬＡ）を含むナノ粒子は、ＰＬＡ−ＰＥＧのみを含むナノ粒子よりも低いＴgを有する。ＰＬＡ−ＰＥＧを含有するナノ粒子に高分子量ＰＬＡ（例えば、７５ｋＤａ ＰＬＡ）を添加すると、ＰＬＡ−ＰＥＧのみ含むナノ粒子のＴgを超えてＴgが上昇する。ナノ粒子組成物中のＰＬＡなどのホモポリマーの種類および量を変えることによって、Ｔgを変更することができ、それによってナノ粒子からの薬物放出速度が直接影響を受ける。同様に、ジブロックコポリマー（例えばＰＬＡ−ＰＥＧ）のみ含有するナノ粒子のＴgは一般に、ブロック（例えばＰＬＡ）を形成するコアのモル質量の関数である。ナノ粒子のポリマー成分のガラス転移温度を用いて、ある範囲の熱的特性を粒子に付与する組成物を選択することができ、その薬物放出特性の予測が可能となる。
この開示内容は一部、所望の薬物放出プロファイルと関連する、必要な熱的特性（ガラス転移温度）を有する組み合わせを同定するために、ポリマーおよび薬物システムをスクリーニングする方法に関する。所定のナノ粒子組成物のＴgをアッセイすることによって、ナノ粒子の薬物放出速度を予測することができる。Ｔg、またはＴb、ナノ粒子のガラス転移が開始する温度に基づくスクリーニングは、所望の速度で薬物を放出するナノ粒子ポリマーの組み合わせを迅速に同定することができる。ナノ粒子作製の高処理量手段と併せて、この開示内容は、ポリマーと薬物の組み合わせを迅速にスクリーニングし、選定数のシステムに到達することを可能にし、次いで、従来のより詳細な薬物放出研究にそれをかけることができる。
例えば、水性懸濁液条件下の薬物ローディングされたナノ粒子を示差走査熱量測定（ＤＳＣ）で分析することによって、薬物放出速度とナノ粒子ガラス転移温度の相関性が実証される。ＤＳＣは、物質および標準物質への熱流量が温度の関数として測定され、その物質および標準物質が、制御温度プログラムにかけられる技術である。ＤＳＣ技術としては、熱流束ＤＳＣおよび入力補償ＤＳＣが挙げられる。熱流束ＤＳＣでは、その装置は、標準物質を含有する単一セルと、ヒート・リーク（heat-leak）として働く橋によって分離された試料ホルダーとからなる。このアセンブリは、一定温度体である加熱ブロックまたは炉内に位置する。試料および標準物質プラットホームと熱的に接触する熱電対は、試料皿および標準物質皿の温度を測定し、加熱ブロック温度は、所定の速度、例えば１０℃／分で上昇し（加熱サイクル）または低下する（冷却サイクル）。実験結果は、加熱ブロックに対してプロットされた、試料と標準物質皿との温度差（熱流差（ワット／グラム））からなる。それと異なり、入力補償ＤＳＣにおいて、その装置は、同一であるが２つの別々の炉からなり、一方は試料を収容し、もう一方は標準物質を収容する。この場合、一定温度で２つの炉を維持するのに必要な電力差は、示差熱流の基礎としての役割を果たす。
変調型示差走査熱量測定（ＭＤＳＣ）を使用して、水性懸濁液中のナノ粒子のガラス転移温度も決定することができる。この技術では、正弦波温度調節が、線形の加熱または冷却速度でオーバーレイされる。これは、総熱流（従来のＤＳＣで確認されるのと同様な）を可逆および非可逆熱流成分に分離する数学的方法と組み合わせられる。可逆熱流成分は、試料の熱容量、ならびに昇温速度（ramp rate）の変化に直接応答し、かつそれらが確認される時間および温度で可逆する現象に由来する。言い換えると、正弦波温度調節の時間尺度で可逆するのに十分に速い現象（例えば、ガラス転移温度）は、このシグナルに寄与する。昇温速度の変化（例えば、ガラス転移温度でのエンタルピー緩和）に応答しない現象が、非可逆熱流成分で認められる。ＭＤＳＣでは、総熱流の可逆および非可逆熱流成分を分離することによって、エンタルピー緩和現象からガラス転移現象を分離することが可能となる。したがって、従来のＤＳＣと異なり、ＭＤＳＣを使用して、そのガラス転移温度で強いエンタルピー緩和を示す試料のガラス転移温度を正確に決定することが可能となる。例えば、ＭＤＳＣを使用してノ粒子懸濁液を分析し、可逆熱流成分を試料温度に対してプロットする場合、その曲線は、従来のＤＳＣで認められる曲線（試料温度に対する総熱流曲線）と類似しているように見え、従来のＤＳＣにより認められる転移は、エンタルピー緩和よりはむしろガラス転移現象であることが確認される。
生体外での溶解（つまり、懸濁および遠心）技術を用いて、薬物放出速度を測定することができる。ナノ粒子は、ＰＢＳ中のヒドロキシプロピルβＣＤ（Ｔｒａｐｓｏｌ）などの放出媒体に懸濁される。一定時間後、懸濁液を遠心し、遠心チューブ底部のナノ粒子ペレットを再懸濁するのを防ぐために乱流を起こすことなく、遠心された懸濁液の上部分からの媒体試料を取り出す。次いで、その試料をＨＰＬＣによって分析し、ナノ粒子から放出された薬物の量を決定する。
一態様において、本発明の開示内容は、ガラス転移温度約３７〜約５０℃を有する、多数のナノ粒子を含む医薬水性懸濁液であって、ナノ粒子のそれぞれが、治療薬と、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有するブロックコポリマーとを含む、医薬水性懸濁液を提供する。
疎水性部分は、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）およびポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）から選択することができる。親水性部分は、ポリ（エチレン）グリコールであることができる。ナノ粒子はさらに、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）を含んでもよい。
一実施形態において、ナノ粒子は、治療薬約０．２〜約３５重量％；ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）−ブロック−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーまたはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）−ブロック−ポリ（エチレン）グリコールコポリマー約１０〜約９９重量％；ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）約０〜約５０重量％または０〜約７５重量％を含むことができる。他の実施形態において、コポリマーのポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）部分は、数平均分子量約１６ｋＤａを有し、コポリマーのポリ（エチレン）グリコール部分は、数平均分子量約５ｋＤａを有する。他の実施形態において、コポリマーのポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）部分は、数平均分子量約５０ｋＤａを有し、コポリマーのポリ（エチレン）グリコール部分は、数平均分子量約５ｋＤａを有する。一実施形態において、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）は、数平均分子量約６．５ｋＤａを有する。他の実施形態において、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）は、数平均分子量約７５ｋＤａを有する。
一実施形態において、提供されるナノ粒子の水性懸濁液は、約３７〜約３９℃、３７〜約３９．５℃、３９．５〜約４１℃、約４２〜約５０℃、または約４２〜約４４℃であり得るガラス転移温度を有する。他の実施形態において、ナノ粒子の水性懸濁液は、約３７〜約３８℃であり得るガラス転移温度を有する。一部の実施形態において、提供されるナノ粒子または懸濁液は、４０℃、または３９．５〜約４１℃のガラス転移温度を有するナノ粒子または懸濁液を含まない。ガラス転移温度の文脈における「約」という用語は一般に、＋０．５℃を意味する。ガラス転移温度は、熱流束示差走査熱量測定、入力補償示差走査熱量測定、および／または変調型ＤＳＣによって測定される。
一実施形態において、開示のナノ粒子は、生体外溶解試験において４時間の時点で決定されるように、治療薬の約５０％未満を放出する。他の実施形態において、ナノ粒子は、生体外溶解試験において４時間の時点で決定されるように、治療薬の約５０〜約７０％を放出する。他の実施形態において、ナノ粒子は、生体外溶解試験において４時間の時点で決定されるように、治療薬の約７０〜約１００％を放出する。
他の態様において、本発明の開示内容は、治療用ポリマーナノ粒子組成物の薬物放出速度を決定する方法であって：
ａ）第１治療薬、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有する第１ブロックコポリマー、任意にポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）を含む少なくとも１種類の第１多数ポリマーナノ粒子を提供する工程；
ｂ）その少なくとも１種類の第１多数ポリマーナノ粒子のナノ粒子ガラス転移温度を決定する工程；
ｃ）その少なくとも１種類の第１多数ポリマーナノ粒子からの薬物放出速度を決定する工程；
ｄ）ナノ粒子ガラス転移温度と、その少なくとも１種類の第１多数ポリマーナノ粒子からの薬物放出速度との相関性を決定する工程；
を含む方法を提供する。
一実施形態において、治療用ポリマーナノ粒子組成物の薬物放出速度を決定する方法がさらに：
ｅ）第２治療薬、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有する第２ブロックコポリマー、任意にポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）を含む少なくとも１種類の第２多数ポリマーナノ粒子を提供する工程であって、第２治療薬および第２ブロックコポリマーが第１治療薬および第１ブロックコポリマーと同一であっても異なっていてもよい工程；
ｆ）その少なくとも１種類の第２多数ポリマーナノ粒子のナノ粒子ガラス転移温度を決定する工程；
ｇ）その少なくとも１種類の第２多数ポリマーナノ粒子のナノ粒子ガラス転移温度および工程ｄ）で決定される相関性に基づく、少なくとも１種類の第２多数ポリマーナノ粒子の薬物放出速度を予測する工程；
を含む。
他の実施形態において、治療用ポリマーナノ粒子組成物の薬物放出速度を決定する方法はさらに、生体外溶解試験を用いて少なくとも１種類の第２多数ポリマーナノ粒子からの予測薬物放出速度を確認する工程を含む。
第１および／または第２治療薬は、ドセタキセルなどのタキサン剤とすることができる。
一実施形態において、第１および第２ブロックコポリマーの疎水性部分はそれぞれ、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）およびポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）から選択することができる。一実施形態において、第１および第２ブロックコポリマーの親水性部分はそれぞれ、ポリ（エチレン）グリコールとすることができる。一実施形態において、第１および／または第２ブロックコポリマーは、治療薬約０．２〜約３５重量％；ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）−ブロック−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーまたはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）−ブロック−ポリ（エチレン）グリコールコポリマー約１０〜約９９重量％；ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）約０〜約５０重量％を含むことができる。一実施形態において、第１および／または第２ブロックコポリマーのポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）部分は、数平均分子量約１６ｋＤａまたは約５０ｋＤａを有し、第１および／または第２ブロックコポリマーのポリ（エチレン）グリコール部分は、重量平均分子量約５ｋＤａを有していてもよい。他の実施形態において、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）は、数平均分子量約８．５ｋＤａを有していてもよい。一実施形態において、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）は、数平均分子量約７５ｋＤａを有していてもよい。一実施形態において、第１および／または第２ブロックコポリマーのポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）部分は、数平均分子量約５０ｋＤａを有し、第１および／または第２ブロックコポリマーのポリ（エチレン）グリコール部分は、数平均分子量約５ｋＤａを有していてもよい。
ｉ）第１多数ポリマーナノ粒子を含む懸濁液を提供する工程であって、ナノ粒子のそれぞれが、治療薬、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有するブロックコポリマー、およびポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）から選択されるホモポリマーを含む、工程；
ｉｉ）懸濁液のガラス転移温度を決定する工程；
ｉｉｉ）第１多数ポリマーナノ粒子におけるホモポリマーの量を増加または低減する工程；
ｉｖ）所望のガラス転移温度を有する懸濁液が得られるまで、工程ｉ）〜ｉｉｉ）を繰り返す工程；
を含む、ナノ粒子懸濁液をスクリーニングする方法（例えば、治療薬の所定の放出速度を同定するために）も、本明細書で提供される。
例えば、特異的な放出速度を有する懸濁液を同定するためにナノ粒子懸濁液をスクリーニングする方法であって：
ａ）治療薬、少なくとも１つの疎水性部分と少なくとも１つの親水性部分を有するブロックコポリマー、任意にポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）またはポリ（乳酸）−ｃｏ−ポリ（グリコール酸）から選択されるホモポリマーを含むナノ粒子を有する複数種の懸濁液を別々に調製する工程であって、各懸濁液が、別個のコンパートメントにあり、各懸濁液が、所定の分子量のブロックコポリマーと、存在する場合には、所定の分子量のホモポリマーを含む、工程；
ｂ）懸濁液それぞれのガラス転移温度を決定する工程；
ｃ）所定のガラス転移温度を有する懸濁液を同定する工程；
を含む方法が本明細書において提供される。
ここで、本発明が一般に説明され、本発明の特定の態様および実施形態を単に説明する目的で含まれ、決して本発明を制限することを意図するものではない、以下の実施例を参照することによって、より容易に理解されよう。
実施例１：ＰＬＡ−ＰＥＧの製造
この合成は、マクロ開始剤としてのα−ヒドロキシ−ω−メトキシポリ（エチレングリコール）とＤ，Ｌ−ラクチドとの開環重合によって達成され、以下に示されるように触媒としてスズ（ＩＩ）２−エチルヘキサノエートを使用して高温にて行われる（ＰＥＧ Ｍｎ約５，０００Ｄａ；ＰＬＡ Ｍｎ約１６，０００Ｄａ；ＰＥＧ−ＰＬＡ Ｍｎ約２１，０００Ｄａ）。

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ポリマーは、ジクロロメタンにポリマーを溶解し、ヘキサンとジエチルエーテルの混合物中でそれを沈殿させることによって精製される。この段階から回収されるポリマーはオーブンで乾燥させるべきである。
実施例２：ナノ粒子の製造−エマルジョンプロセス
ドセタキセル（ＤＴＸＬ）とポリマー（ホモポリマー、コポリマー、および／またはリガンドを有するコポリマー）との混合物で構成される有機相が形成される。有機相は、約１：５の比（油相：水相）で水相と混合され、水相は、界面活性剤および一部溶解された溶媒で構成される。高い薬物ローディングを達成するために、有機相中に固形分約３０％が使用される。単に混合して（撹拌子）、またはローターステーター・ホモジナイザーを使用して、２つの相を合わせることによって、最初の粗いエマルジョンが形成される。次いで、高圧ホモジナイザーを使用して、最初のエマルジョンが微細エマルジョンへと形成される。一般に、９０００ｐｓｉｇにて１００ミクロンＺチャンバに１〜３回通過させて、標的粒子サイズを有するエマルジョンが生成される。
次いで、微細エマルジョンは、混合しながら所定の温度で脱イオン水に添加することによってクエンチされる。クエンチ単位操作において、攪拌下にて、冷たい水性クエンチにエマルジョンが添加される。これは、油相溶媒のかなりの部分を抽出する役割を果たし、下流濾過のためのナノ粒子が効率的に硬化される。クエンチ：エマルジョン比は約５：１である。
Ｔｗｅｅｎ８０ ３５％（重量％）の溶液をクエンチに添加し、全体でＴｗｅｅｎ８０約４％を達成する。エマルジョンがクエンチされた後、Ｔｗｅｅｎ８０の溶液が添加され、それは薬物可溶化剤として働き、濾過中に未封入薬物を有効に除去することが可能となる。
粒子のＴg未満に維持するのに十分に薄い懸濁液（十分に低い濃度の溶媒）は、その温度を十分に冷たく維持しなければならない。Ｑ：Ｅ比が十分に高くない場合には、溶媒の濃度が高くなると、粒子が可塑化され、薬物が漏出する。逆に、温度が低いほど、低いＱ：Ｅ比（約３：１まで）で高い薬物封入が可能となり、プロセスをより効率的に実施することが可能となる。
次いで、ナノ粒子を接線フロー濾過プロセスによって単離し、ナノ粒子懸濁液を濃縮し、クエンチ溶液から溶媒、未封入薬物および薬物可溶化剤を水中にバッファー交換する。分画分子量（ＭＷＣＯ）３００の再生セルロース膜が使用される。一定容積ダイアフィルトレーション（ＤＦ）を行い、クエンチ溶媒、遊離薬物およびＴｗｅｅｎ８０を除去する。一定容積ＤＦを実施するために、濾液が除去されるのと同じ速度で、バッファーを濃縮水（retentate）容器に添加する。
次いで、ワークアップ中、濾過されたナノ粒子スラリーを高温まで熱サイクルにかける。最初に２５℃に曝露した後に非常に急速に、少量の封入薬物（一般に５〜１０％）がナノ粒子から放出される。この現象のために、ワークアップ全体の間、冷たく維持されたバッチは、送達の間または非冷凍保存のいずれかの部分の間に形成する、遊離薬物または薬物結晶に影響を受けやすい。
濾過プロセス後、ナノ粒子懸濁液を滅菌グレードフィルター（０．２μｍ（絶対値））に通す。プロセスの妥当な濾過面積／時間を利用するために、プレフィルターを使用して、滅菌グレードフィルターを保護する。
通常使用されるフィルターは、Ｐａｌｌ ＳＸＭＰＤＤ１４０４（ＫＳ５０Ｐ／ＥＫＳＰ二重層，０．１〜０．３μｍ（公称値））；Ｐａｌｌ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｓｕｐｏｒ ＥＫＶ０．６５／０．２ミクロンの滅菌グレードＰＥＳフィルターである。
デプスフィルターにはナノ粒子１ｋｇ当たり濾過表面積０．２ｍ2、滅菌グレードフィルターにはナノ粒子１ｋｇ当たり濾過表面積１．３ｍ2が使用される。
実施例３：ポリマーの示差走査熱量測定
ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｑ２００またはＴｚｅｒｏ（Ｔ0）技術を備えたＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｑ２０００熱流束ＤＳＣを使用して、ナノ粒子およびそのポリマー成分のガラス転移温度を測定した。試料皿（ナノ粒子懸濁液２０〜７０μＬまたはポリマー３〜１０ｍｇのいずれかを含有する）および標準物質皿（空の試料皿で構成される）を昇温速度１０℃（または２０℃）／分にて４〜７０℃に加熱した。高純度乾燥窒素を使用して、分析中に炉をパージした。
従来の熱流束ＤＳＣでは、２つの熱電対、試料皿および標準物質皿それぞれに１つの熱電対が使用される。炉の温度が一定加熱速度（例えば１０℃／分）で上昇した場合、試料および標準物質皿質量が同一であるという条件で、試料温度（Ｔs）は、試料の熱容量に等しい程度に標準物質温度（Ｔr）よりも遅れる。温度差、ΔＴ＝Ｔs−Ｔrが、炉のブロック温度の関数として記録される。一般に、装置のアウトプットは、加熱ブロック温度に対してプロットされた単位質量当たりの熱流量からなる。単位質量当たりの熱流量（ワット／ｇ）（ｙ軸）は、ΔＴ／Ｒからなり、Ｒは、標準物質皿および試料皿を連結する（かつ支持する）コンスタンタン製ブリッジの熱抵抗である。したがって、実験が開始された時に、ＤＳＣシグナルはゼロから定常状態値（Ｔs−Ｔr）／Ｒへとシフトし、実験用ベースラインが確立される。加熱サイクルまたは冷却サイクルでガラス転移に遭遇した場合には、試料Ｔgを上回って試料熱容量が増加する結果として、定常状態値がシフトする。一般に、熱容量変化の高さ半分での温度、１／２ΔＣｐは、試料Ｔgとして定義される。
Ｔ0技術を備えた熱流束ＤＳＣにおいて、第３熱電対は、標準物質皿および試料皿を連結する（および支持する）コンスタンタン製ブリッジの温度（Ｔ0）を測定し、熱流等式は、３つの更なる項、試料および標準物質セルの異なる抵抗を説明する項、および熱キャパシタンスの差および加熱速度の差それぞれの項からなる。以下に示すすべてのＤＳＣデータは、Ｔ0技術を備えた装置で得られた。さらに、「Ｔ４モード」を使用して、つまり４項熱流式を用いて、データを処理した。一部の実験に関しては、「Ｔ４Ｐモード」を使用した。このモードでは、Ｔ４モードについて記述されることに加えて、試料皿重量と標準物質皿重量の差の補正を用いた。
気密封止された皿を使用して、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）−ブロック−ポリ（エチレングリコール）（ＰＬＡ−ＰＥＧ、Ｍｎ ＰＬＡブロック＝１６ｋＤａ；Ｍｎ ＰＥＧブロック＝５ｋＤａ）、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）（ＰＬＡ，Ｍｎ＝６ｋＤａ）、およびポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）（ＰＬＡ，Ｍｎ＝７５ｋＤａ）を含む固体ポリマー試料を分析し、Ｔ４モードを用いて装置の定数を決定した。得られたＤＳＣの結果を図３〜７に示す。変曲法のポイント（Ｔg＝最大勾配のポイント）を用いて、ガラス転移温度を代入した。
図３は、溶融重合から回収し、かつ不明な冷却速度で冷却された、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）−ブロック−ポリ（エチレングリコール）（ＰＬＡ−ＰＥＧ，Ｍｎ ＰＬＡブロック＝１６ｋＤａ；Ｍｎ ＰＥＧブロック＝５ｋＤａ）のＤＳＣ曲線を示す。ＤＳＣ測定を繰り返した。上部曲線は第１熱であり、下部曲線は第２熱である。２つの異なる転移がＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）ブロックコポリマーのＤＳＣ曲線で確認される。１〜１０℃の転移は、ＰＥＧとＰＬＡの混合相のＴgであり、４０〜５０℃の転移はＰＥＧ豊富な相の融解ピークである。同様なモル質量のホモポリマーＰＥＧは一般に、−５０〜−２５℃のＴg’を示し、同様なモル質量のＰＬＡホモポリマーは、範囲３０〜５０℃のＴgを示す。確認されたＴgは、純粋なＰＥＧホモポリマーに対して予想されるＴＧ温度と、純粋なＰＬＡホモポリマーに対して予想される温度の間にあり、このコポリマー試料は、ＰＥＧとＰＬＡの両方を含有する混合相で構成されることが示されている。
図４Ａは、ポリマー溶液（ジクロロメタン中１００ｍｇ／ｍＬ）を二成分非溶媒混合物（ジエチルエーテル／ヘキサン＝７０／３０（ｖ／ｖ））に沈殿させて回収した場合の、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）−ブロック−ポリ（エチレングリコール）（ＰＬＡ−ＰＥＧ，Ｍｎ ＰＬＡブロック＝１６ｋＤａ；Ｍｎ ＰＥＧブロック＝５ｋＤａ）のＤＳＣ曲線を示す。ＤＳＣ測定を繰り返した。上部曲線は第１熱であり、下部曲線は第２熱である。このブロックコポリマーは第１熱でＴm６０〜７０℃を示し、結晶質ＰＥＧポリマー相が存在することが示されている。冷却後、得られたポリマーは速度１０℃／分にて融解し、第２加熱曲線は低い温度のＴgを示し、ポリマー溶融物から回収されたＰＬＡ−ＰＥＧブロックコポリマーに関して図３で確認されるのと同様な、ＰＥＧおよびＰＬＡの単一混合相が示されている。
結果を図３および４Ａに示し、ブロックコポリマーシステムで確認されるガラス転移の数および種類、ならびに確認されたＴgの値は、試料の履歴に応じて大幅に異なることが示唆されている。ポリマー試料（融解対沈殿）への実験経路は、その相挙動を変化させ、それによって、異なるガラス転移挙動が引き起こされる。熱履歴（融解サイクル後の冷却速度など）もまた、相の構造および熱的挙動を著しく変化させる。
図４Ｂは、４種のＰＬＡ−ＰＥＧコポリマーのＤＳＣ曲線を示し、ＰＥＧブロックは数平均分子量５ＫＤａからなり、ＰＬＡブロック数平均分子量はそれぞれ、１０、１５、３０および５０ＫＤａである。上記で確認されるように、そのＴg（および／または当てはまる場合にはＴm）を超えてポリマー試料を加熱すると、熱履歴の影響が消され、同様な熱履歴を有する試料（つまり、固定冷却速度、例えば、１０℃／分で溶融物から冷却された）を直接、比較することが可能となる。したがって、各システムの第２熱データのみを図４Ｂに示し、ＰＬＡ数平均分子量が１０ＫＤａから５０ＫＤａに増加するにしたがって、ＰＬＡとＰＥＧの混合相の変曲点（Ｔg値）の位置は、−６℃から３３℃に増加する。図４Ｃは、試験された分子量範囲内で確認された傾向を示し、ポリマー分子量に対するＴgの強い依存性を示している。
図５は、沈殿プロセスから回収された場合のポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）（ＰＬＡ，Ｍｎ＝６ｋＤａ）のＤＳＣ曲線を示す。ＤＳＣ測定を繰り返した。上部曲線は第１熱であり、下部曲線は第２熱である。図５は、第１および第２熱サイクルの両方において３０〜３５℃のガラス転移を示す。ホモポリマーで予想されるように、相分離が不可能なことから、ポリマー試料への経路が異なるにもかかわらず（沈殿対融解）、Ｔgの差は認められない。
図６Ａは、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）（ＰＬＡ，Ｍｎ＝７５ｋＤａ）で認められる、４５〜５０℃のガラス転移を示す。ＤＳＣ測定を繰り返した。上部曲線は第１熱であり、下部曲線は第２熱である。図５に示す、より低いモル質量ＰＬＡに対して、このＰＬＡ試料のより高いＴg値から、ポリマー分子量が増加するにしたがって、期待されるＴgの増加が示されている。図６Ａにおける第１熱サイクルは、ガラス転移の高温側での吸熱ヒステリシスピークを示し、このポリマー試料が、そのＴg未満でアニールされたか、または１０℃／分より遅い速度（この熱サイクルで用いられた加熱速度）で（溶融物から）冷却されたことが示されている。
図６Ａで示される７５ＫＤａ ＰＬＡ試料で観察されるように、エンタルピー緩和現象がガラス転移温度付近で起こる場合、Ｔg値を正確に決定することは難しい。図６Ｂは、いくつかのＰＬＡホモポリマーに関して変調型ＤＳＣ実験で測定される総熱流の可逆性熱成分を示す。分析されたＰＬＡ試料の数平均分子量は、２〜１２０ＫＤａの範囲である。このデータから、図６Ｃに示されるように、分子量範囲２〜２２ＫＤａの分子量でＴg値が増加し、次いで分子量がさらに増加すると、プラトーに達することが示されている。
実施例４：薬物含有ナノ粒子のエマルジョン調製
水性懸濁液中の薬物ローディングされたナノ粒子を製造する一般的なエマルジョン手順を以下に示す（ショ糖３０重量％、粒子重量に対して薬物を約１０重量％含有するポリマーナノ粒子３〜６重量％）。ポリマー２４％およびドセタキセル（ＤＴＸＬ）６％を含む固形分３０％（重量％）で構成される有機相が形成される。有機溶媒は、酢酸エチル（ＥＡ）およびベンジルアルコール（ＢＡ）であり、ＢＡは、有機相の２１％（重量％）を占める。有機相は、約１：２（油相：水相）の比で水相と混合され、その水相は、水中のコール酸ナトリウム０．５％、ＢＡ２％、およびＥＡ４％（重量％）で構成される。単に混合して、またはローターステーター・ホモジナイザーを使用して、２つの相を合わせることによって、最初のエマルジョンが形成される。次いで、高圧ホモジナイザーを使用して、最初のエマルジョンが微細エマルジョンへと形成される。次いで、微細エマルジョンは、混合しながら脱イオン水の冷却クエンチ（０〜５℃）に添加することによってクエンチされる。クエンチ：エマルジョン比は約１０：１である。次いで、Ｔｗｅｅｎ８０ ３５％（重量％）の溶液をクエンチに添加し、全体でＴｗｅｅｎ８０約４％が達成される。次いで、限外濾過／ダイアフィルトレーションによって、ナノ粒子を単離し、濃縮する。
Ｔgが抑えられた迅速放出性ナノ粒子を製造するための例示的な手順において、そのポリマーの５０％はポリラクチド−ポリ（エチレングリコール）ジブロックコポリマー（ＰＬＡ−ＰＥＧ；１６ｋＤａ−５ｋＤａ）であり、ポリマーの５０％はポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）（ＰＬＡ；Ｍｎ６．５ｋＤａ）である。得られるナノ粒子は、３７℃未満のガラス転移の開始を有し、したがって、生理学的温度にて相対的に迅速な拡散をベースとする放出を有する。
Ｔgが増加された通常放出性（normal-releasing）ナノ粒を製造するための例示的な手順では、ポリマーの１００％がポリラクチド−ポリ（エチレングリコール）ジブロックコポリマー（ＰＬＡ−ＰＥＧ；１６ｋＤａ−５ｋＤａ）である。得られるナノ粒子は、約３７℃でＴgの開始を有する。
Ｔgが増加された徐放性ナノ粒子を製造するための例示的な手順において、そのポリマーの５０％がポリラクチド−ポリ（エチレングリコール）ジブロックコポリマー（ＰＬＡ−ＰＥＧ；１６ｋＤａ−５ｋＤａ）であり、ポリマーの５０％がポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）（ＰＬＡ；７５ｋＤａ）である。得られるナノ粒子は、３７℃を超えるＴgの開始を有し、したがって、生理学的温度にて相対的に遅い拡散をベースとする放出を有する。
実施例５：ナノ粒径および薬物含有率を決定する方法
２つの技術、動的光散乱（ＤＬＳ）およびレーザー回折（ＬＤ）によって、粒径を分析した。９０度で散乱される６６０ｎｍレーザーを使用して、希釈水性懸濁液中で２５℃にてＢｒｏｏｋｈａｖｅｎ ＺｅｔａＰａｌｓ装置を使用して、ＤＬＳを行い、キュミュラント（一般的に）およびＮＮＬＳ法を用いて解析した。９０度で散乱される、６３３ｎｍのＨｅＮｅレーザーおよび４０５ｎｍのＬＥＤの両方、またはＡｃｃｕｓｉｚｅｒ ＳＰＯＳを使用して、希釈水性懸濁液中でＨｏｒｉｂａＬＳ９５０装置でレーザー回折を行い、Ｍｉｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌを使用して解析した。
ナノ粒子スラリーのドセタキセル含有量をスラリーの全固形分で割ることによって、薬物ローディングが計算された。ドセタキセル含有量は、アセトニトリルを使用してナノ粒子から薬物を抽出することによって決定し、アセトニトリル２０％（０．０１６％ＴＦＡ）からアセトニトリル１００％（０．０１６％ＴＦＡ）の勾配を用いてＣ８逆相カラム（Ｗａｔｅｒｓ Ｘ−Ｂｒｉｄｇｅ Ｃ８）で試料を分析した。溶離液吸光度を２３０ｎｍでモニターした。ドセタキセルを約４０％アセトニトリルで溶出した。勾配を１００％アセトニトリルに増加し、疎水性ナノ粒子ポリマー成分、ＰＬＡ−ＰＥＧおよびＰＬＡ−ＰＥＧ−ＧＬ２を溶出した。ドセタキセルの定量化限界は、およそ０．５μｇ／ｍＬである。スラリーの固形分は、真空および熱を用いて、懸濁液から水を除去することによって重量測定により決定する。
実施例４に示す、徐放性、通常放出性、および迅速放出性バッチの粒径および薬物ローディングを以下の表５に示す：
Figure 0005965844
実施例６：水性懸濁液におけるナノ粒子のＴｇの決定
熱流束ＤＳＣを使用して、水性懸濁液中のナノ粒子のガラス転移温度（Ｔg）を決定した。１０℃／分または２０℃／分の一定加熱速度で試料を４〜７０℃に加熱した。この温度範囲の大部分において水蒸気圧が比較的高いために、水蒸気の漏れを防ぐため、気密封止皿で分析を行った。
図８から図１１は、水性懸濁液中のナノ粒子試料のＤＳＣ曲線を示す。分析されたナノ粒子試料は一般に、−２０℃で凍結保存した。保存された試料を最初に、周囲温度の水浴に入れ、続いて超遠心分離法を用いてそれを遠心分離することによって解凍した。ナノ粒子懸濁液（ナノ粒子３０〜５０ｍｇ／ｍＬ）約４ｍＬをポリプロピレン製ハウジングと、分画分子量限界１００ｋＤａの再生セルロース膜フィルターとを有するＭｉｌｌｉｐｏｒｅ Ａｍｉｃｏｎ遠心濾過デバイスに入れた。４０００×ｇで試料を遠心分離することによって濃縮し、３分の１ないし４分の１の濃縮体積に低減した。濃縮水（ナノ粒子約１２０〜１５０ｍｇ／ｍＬ）をガラス製シンチレーションバイアルに移し、−２０℃のフリーザーに入れた。この熱処理は、ナノ粒子作製後に用いられ、かつナノ粒子のガラス転移温度未満の温度を要する処理と同一であった。したがって、この処理では、ナノ粒子作製プロセス後に、その条件に対する粒子の熱履歴は変わらない。
図８から図１１に示す吸熱転移は、図７に示すガラス転移温度を同定するために５つの点を選択することによって定義された。これらは、Ｔb、直線性からのＤＳＣ曲線の逸脱の開始；Ｔ1、ガラス転移の外挿開始温度；Ｔ2、ガラス転移の外挿終了温度を含む。ガラス転移温度は、２つの可能な方法のうちの１つで；熱容量の増加の半分高さでの温度（１／２ΔＣp）（図７に示される）として、または変曲点として、定義される。
図８におけるＤＳＣ曲線は、加熱速度１０℃／分で４〜７０℃に加熱した場合に、ナノ粒子懸濁液によって示される吸熱転移を示し、その粒子は、ＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）コポリマーと低分子量ＰＬＡホモポリマー（Ｍｎ＝６．５ｋＤａ）との５０／５０（重量比）混合物から製造されている。分析されたナノ粒子試料は、封入されたドセタキセルを約１０重量％含有した。ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｑ２００熱流束ＤＳＣを用いて、分析を行った。ＤＳＣ測定を繰り返した。第１熱サイクル（上部曲線）に関して、確認されたＴbおよびＴg値ははそれぞれ、３７℃および３９．７℃である。続いて、試料を速度１０℃／分で４℃に冷却し、第２熱サイクルで再び、７０℃（１０℃／分の加熱速度で）に加熱した。図８の下部曲線は、第２熱サイクルで確認される吸熱転移を示す。そのＴbおよびＴg値はそれぞれ、３３℃および３６．７℃にシフトする。静脈内注射用の使用では、ナノ粒子は、生理学的温度にさらされるだけであると考えられる。したがって、その薬物放出を予測する場合、第１熱サイクルのデータのみが関連性がある。
図９におけるＤＳＣ曲線は、製剤中の唯一のポリマー成分としてＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）コポリマーから粒子が製造されている、ナノ粒子懸濁液によって示される吸熱転移を示す。懸濁液を加熱速度２０℃／分で４〜７０℃に加熱した。分析されたナノ粒子試料は、封入されたドセタキセルを約１０重量％含有した。ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｑ２００熱流束ＤＳＣを用いて、分析を行った。ＤＳＣ測定を繰り返した。図９の上部曲線として示される第１熱サイクルに関して、確認されたＴbおよびＴg値はそれぞれ、３７．３℃および４１．３℃である。下部曲線は、ナノ粒子懸濁液の新たな試料の二重反復実施を示し、それぞれ、３７．５℃および３９．８℃のＴbおよびＴg値が得られた。
図１０におけるＤＳＣ曲線は、加熱速度１０℃／分で４〜７０℃に加熱した場合に、ナノ粒子懸濁液によって示される吸熱転移を示し、その粒子は、ＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）コポリマーと高分子量ＰＬＡホモポリマー（Ｍｎ＝７５ｋＤａ）との５０／５０（重量比）混合物から製造されている。分析されたナノ粒子試料は、封入されたドセタキセルを約１０重量％含有した。ＴＡＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＱ２００熱流束ＤＳＣを用いて、分析を行った。ＤＳＣ測定を繰り返した。第１熱サイクル（上部曲線）に関して、確認されたＴｂおよびＴｇ値ははそれぞれ、４３℃および４４．９℃である。続いて、試料を速度１０℃／分で４℃冷却し、第２熱サイクルで再び、７０℃（１０℃／分の加熱速度で）に加熱した。図１０の下部曲線は、第２熱サイクルで確認される吸熱転移を示す。そのＴbおよびＴg値はそれぞれ、３９℃および４１℃にシフトした。
図１１におけるＤＳＣ曲線は、加熱速度２０℃／分で４〜７０℃に加熱した場合に、ナノ粒子懸濁液によって示される吸熱転移を示し、その粒子は、ＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）コポリマーと高分子量ＰＬＡホモポリマー（Ｍｎ＝７５ｋＤａ）との５０／５０（重量比）混合物から製造されている。分析されたナノ粒子試料は、封入されたドセタキセルを約１０重量％含有した。ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｑ２００熱流束ＤＳＣを用いて、分析を行った。ＤＳＣ測定を繰り返した。第１熱サイクルに関して、確認されたＴbおよびＴg値ははそれぞれ、４４℃および４５．３℃である。下部曲線は、ナノ粒子懸濁液の新たな試料の二重反復実施を示し、それぞれ、４２．４℃および４３．８℃のＴbおよびＴg値が得られた。
表６Ａは、上述のナノ粒子に関するＤＳＣ研究で確認された吸熱転移を示す。
Figure 0005965844
ドセタキセル含有ナノ粒子のガラス転移温度を確認するため、変調型ＤＳＣ（ＭＤＳＣ）を用いて、図８から１１に示されるような試料組成の粒子の異なるバッチを試験した。用いられたナノ粒子試料製造法は、上述の方法であった。振幅０．５℃の正弦波温度変動および線形昇温速度２℃／分で重ね合わされる６０秒間の時間を用いて、変調型ＤＳＣ実験を行った。図１１Ｂは、総熱流の可逆性熱流成分を示す。これらのナノ粒子バッチは、図８から１１に見られるような、ナノ粒子組成に対するナノ粒子ガラス転移温度の同様な依存性も示した。
図１１Ｂにおいて、上部ＭＤＳＣ曲線は、ナノ粒子（試料Ａ）によって示される３７．８℃でのＴgを示し、その粒子は、ＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）コポリマーと低分子量ＰＬＡホモポリマー（Ｍｎ＝６．５ｋＤａ）との５０／５０（重量比）混合物から製造されており、封入ドセタキセルを約１０重量％含有する。第２ＭＤＳＣ曲線は、ナノ粒子（試料Ｂ）によって示される４０．１℃でのＴgを示し、その粒子は、製剤中の唯一のポリマー成分としてＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）コポリマーから製造され、封入ドセタキセルを約１０重量％含有する。第３ＭＤＳＣ曲線は、ナノ粒子（試料Ｃ）によって示される４３．０℃でのＴgを示し、その粒子は、ＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）コポリマーと高分子量ＰＬＡホモポリマー（Ｍｎ＝７５ｋＤａ）との５０／５０（重量比）混合物から製造されており、封入ドセタキセルを約１０重量％含有する。ＭＤＳＣ下部曲線は、ナノ粒子（試料Ｄ）によって示される３７．３℃でのＴgを示し、その粒子は、唯一のポリマー成分としてＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）コポリマーから製造され、封入ドセタキセルを含有しない。
表６Ｂは、上述のナノ粒子の変調型ＤＳＣ研究において確認された吸熱ガラス転移を示す。
Figure 0005965844
実施例７：ナノ粒子試料からの薬物放出速度
水における薬物（ドセタキセル）溶解性に関して沈降条件下にて、ナノ粒子から放出される薬物の速度を生体外で決定した。薬物可溶化剤として放出媒体として、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン（ＨＰ−βＣＤ）を含有するリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）溶液を使用して、生理学的ｐＨおよびイオン強度で実験を行った。
薬物約５ｍｇ／ｍＬを含有する、ドセタキセルがローディングされたナノ粒子試料を最初に、脱イオン水で最終濃度（ドセタキセル）２５０μｇ／ｍＬに希釈した。例えば、ＤＴＸＬ５ｍｇ／ｍＬを１ｍｌ含有するバッチを冷たい脱イオン水１９ｍＬで希釈し、薬物２５０μｇ／ｍＬを含有するナノ粒子懸濁液を合計２０ｍｌ得た。
ＰＢＳ（Ｓｉｇｍａ ＰＢＳ Ｐ−５３６８）を脱イオン水に溶解して、０．０１Ｍリン酸緩衝生理食塩水（ＮａＣｌ：０．１３８Ｍ；ＫＣｌ：０．００２７Ｍ）を含有するリン酸緩衝液溶液を得ることによって、放出媒体（ＰＢＳ（ｗ／ｗ）中２．５％ＨＰ−ΒＣＤ）を調製した。ヒドロキシプロピルβＣＤ（Ｔｒａｐｓｏｌ）１００ｇをＰＢＳ溶液３９００ｇに溶解し、ＰＢＳ中２．５％ＨＰ−ΒＣＤを得た。目盛り付きシリンダーを使用して、この放出媒体１２０ｍＬをＱｏｒｐａｋ広口瓶（１６１９４−２９０ＶＷＲ番号７９８３Ｑｏｒｐａｋ＃）に移した。
ナノ粒子スラリー（３ｍＬ）をＱｏｒｐａｋ瓶内の１２０ｍＬ放出媒体に添加した。瓶に蓋をし、手でスワーリング（swirling）することによって混合した。時間ゼロ（Ｔ＝０）の対照試料を取り出した。ナノ粒子スラリーを放出媒体と混合した直後に試料９００μＬを取り出し、等しい体積（９００μＬ）のアセトニトリルを含有するＨＰＬＣバイアルにそれを移すことによって、第１の非遠心試料を得た。後の時点で取り出された試料が受けた処理と類似の遠心処理を受けた遠心試料（第２試料）は、Ｑｏｒｐａｋ瓶から試料４ｍＬを取り、遠心チューブ（Ｂｅｃｋｍａｎｃｏｕｌｔｅｒ，容量４ｍＬ，番号３５５６４５）にそれを移すことによって得た。続いて、固定角ローターＭＬＡ５５（Ｓ／Ｎ０８Ｕ４１１）を用いたＵｌｔｒａｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ Ｏｐｔｉｍａ ＭＡＸ−ＸＰ（Ｐ／Ｎ３９３５５２ＡＢ，ＴＺ０８Ｈ０４，カタログ番号３９３３１５）で４℃にて１時間、５０，０００ｒｐｍ（２３６，０００ｇ）で試料を遠心した。遠心チューブ底部のナノ粒子ペレットを再懸濁するのを防ぐために乱流を起こすことなく、遠心試料の上部からの上清９００μＬを取り出した。この９００μＬアリコートをＨＰＬＣバイアル中のアセトニトリル９００μＬに移した。ナノ粒子内にまだ封入されている薬物が、遠心するとペレット化したことから（ナノ粒子と共に）、上清に見られるドセタキセルは、放出された薬物の量を表す。
連続混合条件を維持するために３７℃で保たれた水浴振盪機を使用して、Ｑｏｒｐａｃ瓶内の放出試料を７５ｒｐｍで連続して攪拌した。試料４ｍＬを所定の時点で取り出し、上述のように処理し、ドセタキセル含有率を分析するためのＨＰＬＣ試料が得られる。試料は一般に、０、１、２、４、および２４時間の時点で抜き取られ、その時点は、著しく速い、または遅い放出のバッチを考慮に入れるために必要に応じて変更した。
図１２は、異なるポリマー材料で構成されるナノ粒子からの、３７±０．５℃で放出されるドセタキセルの速度（封入ドセタキセル全体の％として）を示す。実線（上部）は、ＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）と低分子量（Ｍｎ＝６．５ｋＤａ）ＰＬＡホモポリマーの１：１（ｗ／ｗ）混合物で構成される「迅速」放出性システムからの薬物放出速度に相当する。破線（中央）は、ＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）のみで構成される「通常または中間」放出性システムからの薬物放出速度に相当する。破線（下部）は、ＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）と高分子量（Ｍｎ＝７５ｋＤａ）ＰＬＡホモポリマーの１：１（ｗ／ｗ）混合物で構成される「徐」放性システムからの薬物放出速度に相当する。
図１２に示す３７℃でナノ粒子から放出されるドセタキセルの速度は、ナノ粒子組成に対する強い依存性を示している。ＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）とＰＬＡ（Ｍｎ＝６．５ｋＤａ）の混合物から製造されたナノ粒子は、放出媒体に曝露して最初の１４時間以内に封入薬物の約７５％が放出される、「迅速」放出プロファイルを表した。対照的に、ナノ粒子がＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）のみで製造された場合には、封入薬物約６５％が同様な期間にわたって放出された。ナノ粒子がＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）と高分子量ＰＬＡ（Ｍｎ＝７５ｋＤａ）の混合物から製造された場合には、この効果はさらに増幅された。このシステムでは、薬物の約５０％のみが、最初の４時間に放出された。
表７Ａから分かるように、３つのナノ粒子システムで確認された吸熱ガラス転移によって、ＤＳＣ曲線が線形性（Ｔb）から逸脱し始めるポイントに相当する温度が、粒子の薬物放出速度を決定する重要なパラメーターであることが示されている。「迅速」放出性システムにおいて、吸熱転移は３５℃で開始する。このシステムで観察される放出挙動から、セグメント運動の開始およびナノ粒子コア内の薬物拡散速度の必然的な増加によって、Ｔb＞３７℃であるシステムで観察されるよりも高い速度で薬物が粒子−水界面に達することが可能となることが示されている。「通常」放出性システムはＴb＝３７．３℃を示し、薬物放出速度はそれに応じて遅くなる。「徐」放性システムは同様に、より高いＴb（４３℃）を示す。
Ｔbが３７℃以下である場合に認められる、有意に異なる放出速度は、薬物拡散の速度およびナノ粒子からの放出の速度に対する部分的運動の強い作用をあらわす。表７で報告されるＴgおよびＴe値（ガラス転移温度およびＤＳＣ曲線が再び線形となるポイント）もまた、「迅速」、「通常」、および「徐」放出性システム内で系統的に増加する。この増加は、ポリマーのセグメント運動と薬物放出速度との相関性と一致し、懸濁液条件下の所定のナノ粒子システムのガラス転移温度が、相対的な薬物放出速度を予測する手段を提供することを裏付ける。放出速度絶対値はさらに、ポリマーと薬物の混和性、水への薬物溶解性、薬物分子サイズ、およびナノ粒子内の薬物相構造（非晶質または結晶質）などの他の因子に応じて異なる。
ＭＤＳＣ実験で観察された総熱流の可逆性熱成分は、吸熱ガラス転移付近で起こるエンタルピー緩和から生じる人為産物を含まない。ＭＤＳＣ自体は、従来のＤＳＣと比較すると、Ｔg値をより正確に決定する。ＭＤＳＣ分析（表７Ｂで示されるデータ）から、３７．８℃でＴgを示す、ＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）とＰＬＡ（Ｍｎ＝６．５ｋＤａ）の混合物から製造されたナノ粒子は、封入薬物の約７５％が放出媒体にさらされて最初の４時間以内に放出されるという「迅速」放出プロファイルも示すことが例証されている。これは、ナノ粒子ガラス転移温度が３７℃（生理学的温度）に近い場合、高度なセグメント運動によって封入薬物の相対的に迅速な放出が引き起こされることを示している。ナノ粒子がＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）のみで構成されている場合、約６５％の封入薬物が、同様な期間にわたって放出された。このより高いＴg（４０．１℃）試料におけるより低い程度のセグメント運動によって、それに応じて、封入薬物の放出が遅くなる。ＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）と高分子量ＰＬＡ（Ｍｎ＝７５ｋＤａ）の混合物から製造されたナノ粒子におけるこの傾向は続き、より高いＴg（＝４３．０℃）でさえ、それに応じて、封入薬物のより遅い放出が生じ、最初の４時間に薬物の約５０％のみが放出される。エントリー４（表７Ｂ）は、封入薬物を含まないＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）で構成されるポリマーナノ粒子のガラス転移温度を示す。封入薬物を含有する、同様なポリマー組成の薬物含有ナノ粒子との比較によって、ドセタキセルが測定可能な程度に、ポリマーナノ粒子のガラス転移温度に影響を及ぼすことが例証されている。この場合には、封入ドセタキセル約１０重量％がＴg値を０．５℃上昇させる。このデータから、薬物含有ナノ粒子のＴg値は、相当する薬物放出速度を正確に予測する手段を提供することが示されている。ポリマー成分および／または薬物とのその物理的混合物のガラス転移温度などの他の測定値は、一般的な傾向、例えばポリマー分子量の変化の作用を提供することができる。しかしながら、かかる測定値から、特定の薬物保有ナノ粒子を迅速放出性、穏やかな放出性、または徐放性として分類することはできない。
溶融物または沈殿から回収されたＰＬＡ−ＰＥＧ、および低（Ｍｎ＝６．５ｋＤａ）または高（Ｍｎ＝７５ｋＤａ）モル質量ＰＬＡに関する、図３から７に示すＤＳＣデータから、その熱履歴ならびに分析前のポリマー処理の経路に対する、これらのポリマーナノ粒子成分の熱的挙動の強い依存性が例証されている。したがって、ポリマー成分に関して確認されるガラス転移は、ナノ粒子の熱特性に直接相関していない。ナノ粒子作製のプロセスは、特異的な熱履歴を成分ポリマーに与え、さらにＰＬＡ−ＰＥＧなどのブロックコポリマーに、特異的な形態的および相特性を与える。
ポリマー成分の熱的挙動は、予測可能な様式でガラス転移温度に影響する。例えば、低分子量ＰＬＡ（Ｍｎ＝６．５ｋＤａ）とＰＬＡ−ＰＥＧ（１６ｋＤａ−５ｋＤａ）の１：１（ｗ／ｗ）混合物から製造されたナノ粒子は、高分子量ＰＬＡ（７５ｋＤａ）を除く同様な混合物から製造されたナノ粒子によって示されるよりも低いＴgを示す。この結果は、Ｔg（７５ｋＤａＰＬＡ）が、Ｔg（６．５ｋＤａＰＬＡ）よりも約２０℃高いことに基づく。Ｔgの差から、ナノ粒子組成物の選択によって、薬物放出速度を調節することが可能となる。しかしながら、かかるポリマー成分から製造されたナノ粒子の実際の転移温度は、ポリマー成分のＴg値から予測することはできない。
実施例８：薬物放出速度に対する温度の影響
「迅速」、「通常」、「徐」放出性システムにおけるナノ粒子ガラス転移温度の役割をさらに試験するために、３７℃以外の３通りの温度で薬物放出速度を試験した。これらの温度は、３２℃、つまり最低開始温度（Ｔb）よりも３〜５℃低い温度、および５２℃、最高転移最終温度（Ｔe）よりも３〜５℃高い温度を含んだ。さらに、放出速度を２５℃で決定し、３種すべてのナノ粒子システムのＴgよりもかなり下回る温度で挙動を確認した。
図１４に示す１〜４時間の期間を拡大して、この結果を図１３に示す。ガラス転移（Ｔb）温度の異なる開始にもかかわらず、２５℃にて、３種すべてのナノ粒子システムが、同様な薬物放出速度を示した（図１３および１４で三角として示されるデータポイントを参照）。この観察から、３種すべてのシステムのＴgよりもかなり下回る温度にて、薬物輸送および放出の速度が類似しており、かつ比較的遅いといったようなすべての場合において、セグメント運動が制限されることが確認されている。
５２℃にて、３種すべてのナノ粒子システムは加速された薬物放出速度を示し、そのガラス転移温度をかなり上回る温度にて、ナノ粒子コアが等しく塑性（ゴム状）であることが確認された。したがって、薬物拡散速度は、５２℃にて最初の３０分以内にほぼすべての薬物が放出される場合と同等であり、放出速度はほぼ同一となる（図１３および１４において四角で示されるデータを参照）。３種すべてのナノ粒子システムについて５２℃で認められたバースト放出は、３７℃で認められる傾向を反映し、「徐」放性、「通常」放出性および「迅速」放出性システムは、その薬物含有量の４５％、６５％、および７５％を直ちに放出する。
３２℃では、放出速度は同様であるが、２５℃で確認される速度よりも高い（すべてのシステムで）（図１３および１４において丸で示されるデータを参照）。これらの結果から、ポリマーコアの薬物拡散係数および水溶性の温度依存性が示唆されており、どちらのパラメーターも温度が高くなると増加し、薬物放出速度の増加が認められた。
実施例９ドセタキセルナノ粒子
以下の配合：理論的薬物１０％（ｗ／ｗ）およびポリマー−ＰＥＧ（１６−５、３０−５、５０−５、または８０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ）９０％（ｗ／ｗ）を用いて、種々のＰＬＡ−ＰＥＧコポリマーを含むドセタキセルナノ粒子を製造する。全固形分％＝２０％である。使用される溶媒は、ベンジルアルコール２１％および酢酸エチル７９％（ｗ／ｗ）である。１グラムのバッチサイズに関して、薬物１００ｍｇをポリマー−ＰＥＧ（１６−５、３０−５、５０−５、または８０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ）９００ｍｇと混合する。
以下のように、ドセタキセルナノ粒子を製造する。薬物／ポリマー溶液を調製するために、適切な量の酢酸エチルおよびベンジルアルコールと共に、適切な量のドセタキセル、およびポリマーをガラスバイアルに添加する。薬物およびポリマーが完全に溶解するまで、混合物をボルテックスする。
水溶液を調製する。１６−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ製剤の水相は、水中にコール酸ナトリウム０．５％、ベンジルアルコール２％、および酢酸エチル４％を含有する。３０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ製剤は、水中にコール酸ナトリウム５％、ベンジルアルコール２％、および酢酸エチル４％を含有する。全固形分％＝２０％である。５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ製剤の水相は、水中にコール酸ナトリウム５％、ベンジルアルコール２％、および酢酸エチル４％を含有する。全固形分％＝２０％である。８０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ製剤の水相は、水中にコール酸ナトリウム５％、ベンジルアルコール２％、および酢酸エチル４％を含有する。全固形分％＝２０％である。より高い分子量のポリマー−ＰＥＧ（つまり、３０−５、５０−５、または８０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ）を使用した場合、水相中のコール酸ナトリウム界面活性剤の濃度は、１６−５ ＰＬＡ−ＰＥＧを含む粒子と同様なサイズのナノ粒子を得るために、０．５％から５％へと増加する。具体的には、適切な量のコール酸ナトリウムおよび脱イオン水を瓶に添加し、それらが溶解するまで、攪拌プレートを使用して混合する。続いて、適切な量のベンジルアルコールおよび酢酸エチルをコール酸ナトリウム／水混合物に添加し、それらが溶解するまで、攪拌プレートを使用して混合する。
水溶液に有機相を５：１（水相：油相）の比で合わせることによって、エマルジョンが形成される。有機相を水溶液に注ぎ、室温でハンドホモジナイザーを使用してホモジナイズして、粗いエマルジョンが形成される。続いて、この溶液を高圧ホモジナイザー（１１０Ｓ）に供給して、ナノエマルジョンが形成される。
攪拌プレート上で攪拌しながら、５℃未満の冷たい脱イオン水中にエマルジョンをクエンチする。クエンチとエマルジョンの比は８：１である。次いで、水中のＴｗｅｅｎ８０をクエンチされたエマルジョンに２５：１（Ｔｗｅｅｎ８０：薬物）の比で添加する。
接線フロー濾過（ＴＦＦ）に続いて、ダイアフィルトレーションを通してナノ粒子を濃縮し、溶媒、未封入薬物およびＴｗｅｅｎ８０（可溶化剤）を除去する。クエンチされたエマルジョンを最初に、３００ＫＤａ Ｐａｌｌ ｃａｓｓｅｔｔｅ（２つの０．１ｍ2膜）を使用したＴＦＦを通して、容積約１００ｍＬに濃縮する。これに続いて、冷たい脱イオン水約２０ダイア容積（２Ｌ）を用いてダイアフィルトレーションを行う。その体積は、収集前に最小限に抑えられ、次いで、冷水１００Ｌを容器に添加し、すすぎのために膜を通してポンピングする。合計約１００〜１８０ｍＬの材料をガラスバイアルに収集する。より小さなＴＦＦを使用して、ナノ粒子をさらに、最終容積約１０〜２０ｍＬに濃縮する。
濾過されていない最終スラリーの固形分濃度を決定するために、ある容積の最終スラリーを風袋引きされた２０ｍＬシンチレーションバイアルに添加し、凍結乾燥（lyo）／オーブンで真空下にて乾燥させる。続いて、ナノ粒子の重量を乾燥スラリーの容積で決定する。濃縮ショ糖（ショ糖０．６６６ｇ／全体ｇ）を最終スラリー試料に添加し、ショ糖１０％の最終濃度が得られる。
０．４５μｍ濾過された最終スラリーの固形分濃度を決定するために、ショ糖を添加する前に、０．４５μｍシリンジフィルターを使用して、所定の容積の最終スラリー試料を濾過する。次いで、ある容積の濾過試料を風袋引きされた２０ｍＬシンチレーションバイアルに添加し、凍結乾燥（lyo）／オーブンで真空下にて乾燥させ、その重量を重量測定で決定する。濾過されていない最終スラリーの残存試料をショ糖と共に凍結する。
表Ａは、上述のように製造されたドセタキセルナノ粒子の粒径および薬物ローディングを示す。
Figure 0005965844
 表Ａに示すように、５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧと８０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧを含むドセタキセルナノ粒子によって、それぞれ約２．７５％および３．８３％の薬物ローディングが得られる。
生体外放出試験を上述のドセタキセルナノ粒子で行う。図１５に図示されるように、５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧまたは８０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧを使用して作製されたナノ粒子は、それより低い分子量のＰＬＡ−ＰＥＧを有するナノ粒子と比較して、ナノ粒子からのドセタキセルの放出を遅くした。
実施例１０ボルテゾミブナノ粒子
以下の配合：理論的薬物３０％（ｗ／ｗ）およびポリマー−ＰＥＧ（１６／５、３０−５、５０−５、６５−５、または８０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ）７０％（ｗ／ｗ）を用いて、種々のＰＬＡ−ＰＥＧコポリマーを含むボルテゾミブナノ粒子を製造する。全固形分％＝２０％である。使用される溶媒は、ベンジルアルコール２１％および酢酸エチル７９％（ｗ／ｗ）である。１グラムのバッチサイズに関して、薬物３００ｍｇをポリマー−ＰＥＧ（１６／５、３０−５、５０−５、６５−５、または８０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ）７００ｍｇと混合する。
ドセタキセルナノ粒子について上述のプロトコルと同様なプロトコルを用いて、ボルテゾミブナノ粒子を製造する。
表Ｂは、上述のように製造されたボルテゾミブナノ粒子の粒径および薬物ローディングを示す。
Figure 0005965844
 生体外放出試験を、上述のボルテゾミブナノ粒子で行う。図１６で図示するように、５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧを組み込むことによって、ナノ粒子からのボルテゾミブの放出が遅くなった。
実施例１１ビノレルビンナノ粒子
以下の配合：理論的薬物２０％（ｗ／ｗ）およびポリマー−ＰＥＧ（１６／５または５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ）８０％（ｗ／ｗ）を用いて、１６−５または５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧコポリマを含むビノレルビンナノ粒子を製造する。１６−５ ＰＬＡ−ＰＥＧを含むナノ粒子では：全固形分％＝２０％であり；５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧを含むナノ粒子では：全固形分％＝３０％である。すべてのナノ粒子に関して、使用される溶媒は、ベンジルアルコール２１％および酢酸エチル７９％（ｗ／ｗ）である。
ドセタキセルナノ粒子について上述のプロトコルと同様なプロトコルを用いて、ビノレルビンナノ粒子を製造する。
表Ｃは、上述のように製造されたビノレルビンナノ粒子の粒径および薬物ローディングを示す。
Figure 0005965844
 上述のビノレルビンナノ粒子について生体外放出試験を行う。図１７に図示するように、５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧを使用して製造されたナノ粒子は、１６−５ ＰＬＡ−ＰＥＧで製造されたナノ粒子と比較して、ナノ粒子からのビノレルビンの放出が遅くなった。
実施例１２ビンクリスチンナノ粒子
以下の配合：理論的薬物２０％（ｗ／ｗ）およびポリマー−ＰＥＧ（１６／５または５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ）８０％（ｗ／ｗ）を用いて、１６−５または５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧコポリマーを含むビンクリスチンナノ粒子を製造する。１６−５ ＰＬＡ−ＰＥＧを含むナノ粒子では：全固形分％＝４０％であり；５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧを含むナノ粒子では：全固形分％＝２０％である。すべてのナノ粒子に関して、使用される溶媒は、ベンジルアルコール２１％および酢酸エチル７９％（ｗ／ｗ）である。
ドセタキセルナノ粒子について上述のプロトコルと同様なプロトコルを用いて、ビンクリスチンナノ粒子を製造する。
表Ｄは、上述のように製造されたビノレルビンナノ粒子の粒径および薬物ローディングを示す。
Figure 0005965844
 上述のビンクリスチンナノ粒子について生体外放出試験を行う。図１８に図示するように、５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧを組み込むことによって、ナノ粒子からのビンクリスチンの放出が遅くなった。
実施例１３ベンダムスチンナノ粒子
以下の配合：理論的薬物１７％（ｗ／ｗ）およびポリマー−ＰＥＧ（１６／５または５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ）８３％（ｗ／ｗ）を用いて、塩化メチレン中ポリマー濃度２０％（ｗ／ｗ）にて、１６−５または５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧコポリマーを含むベンダムスチンＨＣｌナノ粒子を製造する。ベンダムスチンＨＣｌを１：１の比でテトラフェニルホウ酸ナトリウムで錯体化する。全固形分％＝４０％である。使用される溶媒は、ベンジルアルコール３２％および塩化メチレン６８％（ｗ／ｗ）である。
エマルジョンを氷浴中で１０分間回転させながら、真空を引くことによって回転蒸発器上のエマルジョンから塩化メチレンが除去される、更なる工程を有する、ドセタキセルナノ粒子について上述のプロトコルと同様なプロトコルを用いて、ベンダムスチンナノ粒子を製造する。
表Ｅは、上述のように製造されたビノレルビンナノ粒子の粒径および薬物ローディングを示す。
Figure 0005965844
 上述のベンダムスチンナノ粒子について生体外放出試験を行う。図１９に図示するように、５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧを使用して製造されたナノ粒子は、１６−５ ＰＬＡ−ＰＥＧを使用して製造されたナノ粒子と比較して、ナノ粒子からのベンダムスチンの遅い放出を示した。
実施例１４ エポチロンでのナノ粒子の製造
以下の配合：
理論的薬物１０％（ｗ／ｗ）
ポリマー−ＰＥＧ、１６−５ ＰＬＡ−ＰＥＧまたは５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ９０％（ｗ／ｗ）
全固形分％＝２０％
溶媒：ベンジルアルコール２１％、酢酸エチル７９％（ｗ／ｗ）
を用いて、エポチロンＢナノ粒子を製造した。
１グラムのバッチサイズに関して、薬物１００ｍｇをポリマー−ＰＥＧ：１６−５または５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ９００ｍｇと混合した。
エポチロンＢナノ粒子を以下のように製造した。薬物／ポリマー溶液を調製するために、酢酸エチル３．１６ｇと共に、エポチロンＢ１００ｍｇを７ｍＬガラスバイアルに添加した。薬物の大部分が溶解するまで、混合物をボルテックスした。続いて、ベンジルアルコール０．８４０ｇをガラスバイアルに添加し、薬物が完全に溶解するまでボルテックスした。最後に、ポリマー−ＰＥＧ９００ｍｇを混合物に添加し、すべて溶解するまでボルテックスした。
１６−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ製剤または５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ製剤のいずれかの水溶液を調製した。１６−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ製剤の水溶液は、水中にコール酸ナトリウム０．１％、ベンジルアルコール２％、および酢酸エチル４％を含有した。具体的には、コール酸ナトリウム１ｇおよび脱イオン水９３９ｇを１Ｌ瓶に添加し、それらが溶解するまで、攪拌プレートを使用して混合した。続いて、ベンジルアルコール２０ｇおよび酢酸エチル４０ｇをコール酸ナトリウム／水混合物に添加し、すべて溶解するまで、攪拌プレートを使用して混合した。５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ製剤の水溶液は、水中にコール酸ナトリウム５％、ベンジルアルコール２％、および酢酸エチル４％を含有した。具体的には、コール酸ナトリウム５０ｇおよび脱イオン水８９０ｇを１Ｌ瓶に添加し、それらが溶解するまで、攪拌プレートを使用して混合した。続いて、ベンジルアルコール２０ｇおよび酢酸エチル４０ｇをコール酸ナトリウム／水混合物に添加し、すべて溶解するまで、攪拌プレートを使用して混合した。
水溶液に有機相を５：１（水相：油相）の比で合わせることによって、エマルジョンを形成した。有機相を水溶液に注ぎ、手持ち式ホモジナイザーを使用して室温で１０秒間ホモジナイズして、粗いエマルジョンを形成した。続いて、この溶液を高圧ホモジナイザー（１１０Ｓ）を通して供給した。１６−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ製剤に関しては、２つの別個のパスに対して圧力を９０００ｐｓｉに設定し、ナノエマルジョンを形成した。５０−５ ＰＬＡ−ＰＥＧ製剤に関しては、２つの別個のパスに対して圧力を９０００ｐｓｉに設定し、ゲージ圧力４５ｐｓｉ（９９００ｐｓｉ）に設定し、次いで更なる２つのパスに対してゲージ圧６０ｐｓｉ（１３２００ｐｓｉ）に増加した。
攪拌プレート上で攪拌しながら、エマルジョンを５℃未満の冷たい脱イオン水中にクエンチした。クエンチとエマルジョンの比は８：１であった。次いで、水中のＴｗｅｅｎ８０ ３５％（ｗ／ｗ）をクエンチされたエマルジョンに２５：１（Ｔｗｅｅｎ８０：薬物）の比で添加した。
接線フロー濾過（ＴＦＦ）に続いて、ダイアフィルトレーションを通してナノ粒子を濃縮し、溶媒、未封入薬物および可溶化剤を除去した。クエンチされたエマルジョンを最初に、３００ＫＤａ Ｐａｌｌ ｃａｓｓｅｔｔｅ（２つの０．１ｍ2膜）を使用したＴＦＦを通して容積約１００ｍＬに濃縮した。これに続いて、冷たい脱イオン水約２０ダイア容積（２Ｌ）を用いてダイアフィルトレーションを行った。その体積は、収集前に最小限に抑えられ、次いで、冷水１００Ｌを容器に添加し、すすぎのために膜を通してポンピングした。約１００〜１８０ｍＬの材料をガラスバイアルに収集した。より小さなＴＦＦを使用して、ナノ粒子をさらに、最終容積約１０〜２０ｍＬに濃縮した。
濾過されていない最終スラリーの固形分濃度を決定するために、ある容積の最終スラリーを風袋引きされた２０ｍＬシンチレーションバイアルに添加し、凍結乾燥（lyo）／オーブンで真空下にて乾燥させた。続いて、ナノ粒子の重量を乾燥スラリーの容積で決定した。濃縮ショ糖（ショ糖０．６６６ｇ／全体ｇ）を最終スラリー試料に添加し、ショ糖１０％の最終濃度が得られた。
０．４５μｍ濾過された最終スラリーの固形分濃度を決定するために、ショ糖を添加する前に、０．４５μｍシリンジフィルターを使用して、最終スラリー試料の一部を濾過した。次いで、ある定容積の濾過試料を風袋引きされた２０ｍＬシンチレーションバイアルに添加し、凍結乾燥（lyo）／オーブンで真空下にて乾燥させた。濾過されていない最終スラリーの残存試料を、ショ糖（１０重量）をそれに溶解した後に凍結した。
２つの技術、動的光散乱（ＤＬＳ）およびレーザー回折（ＬＤ）によって、粒径を分析した。９０度で散乱される６６０ｎｍレーザーを使用して、希釈水性懸濁液中で２５℃にてＢｒｏｏｋｈａｖｅｎ ＺｅｔａＰａｌｓ装置を使用して、ＤＬＳを行い、キュミュラント（一般的）およびＮＮＬＳ法（ＴＰ００８）を用いて解析した。９０度で散乱される、６３３ｎｍのＨｅＮｅレーザーおよび４０５ｎｍのＬＥＤの両方を使用して、希釈水性懸濁液中でＨｏｒｉｂａ ＬＳ９５０装置でレーザー回折を行い、Ｍｉｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ（ＴＰ００９）を使用して解析した。
表Ｆは、上述の粒子の粒径および薬物ローディングを示す。
Figure 0005965844
実施例１５ 生体外での放出
ナノ粒子からのエポチロンＢの生体外放出を決定するために、ナノ粒子をＰＢＳ放出媒体に懸濁し、３７℃の水浴でインキュベートした。試料を特定の時点で収集した。超遠心分離法を用いて、ナノ粒子から放出薬物を分離した。
図２０は、１６−５ ＰＬＡ−ＰＥＧおよび５０／５ ＰＬＡ／ＰＥＧ製剤についての生体外放出研究の結果を示す。データから、１時間後に１６／５ ＰＬＡ／ＰＥＧ製剤からＥｐｏＢが１００％放出されたことが示されている。５０／５ ＰＬＡ／ＰＥＧ製剤は、１時間の時点で０％放出し、２時間で６０％放出し、４時間で７０％放出し、２４時間の時点で８０％を超える薬物放出を有する、より徐放性の製剤である。この２種類の製剤によって、ナノ粒子内にエポチロンＢを封入する能力、および製剤に使用されるポリマーの種類の選択によって生体外放出が影響を受ける能力が実証されている。
実施例１６ ナノ粒子の製造−ブデソニド
別段の指定がない限り、以下のようにすべてのブデソニドバッチを製造した。薬物およびポリマー（１６／５ ＰＬＡ−ＰＥＧ）成分を油相有機溶媒システム、一般に酢酸エチル（ＥＡ）７０％およびベンジルアルコール（ＢＡ）３０％に固形分２０または３０重量％で溶解した。水相は主に、界面活性剤としてのコール酸ナトリウム（ＳＣ）と共に、ベンジルアルコール２％および酢酸エチル４％で予め飽和された水からなる。油相：水相比１：５または１：１０にてローターステーター均質化の下で、油相を水相に加えることによって、粗いＯ／Ｗ型エマルジョンを調製した。１００μｍＺ相互作用チャンバを介して９０００ｐｓｉにてマイクロフルイディクス高圧ホモジナイザー（一般にＭ１１０Ｓ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ）を通して、その粗いエマルジョンを処理することによって、微細エマルジョンを調製した。次いで、クエンチ：エマルジョン比１０：１または５：１にて、エマルジョンを脱イオン水クエンチ中にクエンチした。次いで、ポリソルベート８０（Ｔｗｅｅｎ８０）をプロセス可溶化剤として添加し、未封入薬物を可溶化した。次いで、限外濾過に続いてダイアフィルトレーションでバッチを処理し、溶媒、未封入薬物および可溶化剤を除去した。このプロセスを図１および２に図示する。
Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ ＤＬＳおよび／またはＨｏｒｉｂａレーザー回折によって、粒径測定を行った。薬物ローディングを決定するために、スラリー試料をＨＰＬＣおよび［固形分］分析にかけた。次いで、凍結前に、スラリー保持物（retain）をショ糖で１０％に希釈した。別段の指定がない限り、記載のすべての比は重量に基づく。未封入薬物を除去するために、クエンチ後にＴｗｅｅｎ８０を使用してもよい。
生体外放出方法を用いて、室温および３７℃条件の両方でナノ粒子からの初期のバースト段階放出を決定する。ＡＰＩのためにナノ粒子を沈降条件に置き、水浴中で混合する。放出薬物および封入薬物は、超遠心機を用いて分離される。
遠心システムは以下のように行われる：１３０ｍｌ放出媒体（１×ＰＢＳ中２．５％ヒドロキシルβシクロデキストリン）を含むガラス瓶に、脱イオン水中のブデソニドナノ粒子（ブデソニドＰＬＧＡ／ＰＬＡナノ粒子約２５０μｇ／ｍＬ）のスラリー３ｍＬを入れ、振盪機を使用してそれを１５０ｒｐｍで連続して攪拌する。所定の時点で、試料のアリコート（４ｍＬ）を取り出した。試料を２３６，０００ｇにて６０分間遠心分離し、上清をブデソニド含有量についてアッセイして、放出されたブデソニドを測定する。
２つの技術、動的光散乱（ＤＬＳ）およびレーザー回折（ＬＤ）によって、粒径を分析する。９０度で散乱される６６０ｎｍレーザーを使用して、希釈水性懸濁液中で２５℃にてＢｒｏｏｋｈａｖｅｎ ＺｅｔａＰａｌｓ装置を使用して、ＤＬＳを行い、キュミュラントおよびＮＮＬＳ法を用いて解析した。９０度で散乱される、６３３ｎｍのＨｅＮｅレーザーおよび４０５ｎｍのＬＥＤの両方を使用して、希釈水性懸濁液中でＨｏｒｉｂａ ＬＳ９５０装置でレーザー回折を行い、Ｍｉｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ（ＴＰ００９）を使用して解析した。
実施例１７
以下のパラメーターを変化させることによってＱ：Ｅ比を変化させて（５：１、１５：１および３０：１）；初期［ブデソニド］を１０％に低減することによって「固形分」を３０％に増加して；界面活性剤を０．５％に低減することによって粒径を増加して；様々な薬物ローディングを有するナノ粒子を作製した。
固形分３０％、薬物１０％で単一のエマルジョンを生成し、Ｑ：Ｅ比５：１、１５：１および３０：１にてエマルジョンを３つの異なるクエンチに分割した。粒径は１３７ｎｍであり、薬物ローディングは３．４％〜４％の範囲であった。薬物ローディングの増加は、［固形分］および粒径が増加によるものであり、Ｑ：Ｅ比の変化は、薬物ローディングに対して有意な影響を及ぼさないように思われた。
実施例１６の製剤およびプロセスを用いて、固形分３０％を用いて、スケールアップのために１０ｇバッチを調製し、１０％マイクロフルイディクスＭ１１０ＥＨ電気高圧ホモジナイザーを使用して、２００ｕｍＺチャンバを用いて９００ｐｓｉにてこのバッチを製造した。粒径は１１３ｎｍであり、薬物ローディングは３．８％（バッチ５５−４０，対照）であった。
実施例１８ ナノ粒子
実施例１６の基本手順および以下のパラメーターを用いて、ナノ粒子の種々のバッチを調製した。
固形分４０％で中ＭＷのＰＬＡ（ＩＶ（インヘレント粘度）＝０．３）を有する１６／５ ＰＬＡ−ＰＥＧ：バッチ番号５２−１９８
[固形分]４０％、薬物１０％を有し、酢酸エチル／ベンジルアルコール（６０／４０）を使用した１６／５ ＰＬＡ−ＰＥＧ：バッチ番号５８−２７−１
[固形分]４０％、[薬物]５％を有する１６／５ ＰＬＡ−ＰＥＧ：バッチ番号５８−２７−２
固形分４０％で高ＭＷのＰＬＡ（ＩＶ＝０．６〜０．８）を有する１６／５ ＰＬＡ−ＰＥＧ：バッチ番号４１−１７１−Ａ
ＤＳＰＥ−ＰＥＧ（２ｋ）を有する高ＭＷのＰＬＡ（ＩＶ＝０．６〜０．８）：バッチ番号４１−１７１−Ｂおよび６１−８−Ｂ
固形分７５％で高ＭＷのＰＬＡ（ＩＶ＝０．６〜０．８）を有する１６／５ ＰＬＡ−ＰＥＧ：バッチ番号４１−１７６
固形分７５％および５０％でドープされた高ＭＷのＰＬＡ（ＩＶ＝０．６〜０．８）を有する１６／５ ＰＬＡ−ＰＥＧ：バッチ番号４１−１８３−ＡおよびＢ
インヘレント粘度０．３を有する、中ＭＷのＰＬＡは、Ｓｕｒｍｏｄｉｃｓ（ａｋａ Ｌａｋｅｓｈｏｒｅ（ＬＳ））から入手した。１６／５ ＰＬＡ−ＰＥＧは、Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｒ Ｉｎｇｅｌｈｅｉｍ（バッチ４１−１７６）またはＰｏｌｙｍｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ（バッチ４１−１８３）から入手した。Ｍn８０ｋＤａ、Ｍw１２４ｋＤａを有する高ＭＷのＰＬＡはＳｕｒｍｏｄｉｃｓから入手した。
表Ｇは、ナノ粒子バッチのサイズおよび薬物ローディングを示す：
Figure 0005965844
各バッチの生体外放出を図２１に示す。注：１時間の時点でのバッチ４１−１７１−Ａは、遠心されていない試料の１つによって生じたアウトライヤーであり、極端に低い読み取り値である。バッチ４１−１７１−Ｂ（脂質製剤）と４１−１８３−Ａ（高ＭＷのＰＬＡ）のどちらも、２時間の時点で５０％以下の薬物放出を示し、他の製剤は２時間以内に７０〜１００％を放出していた。
実施例１９ 動物研究用のバッチ
１０ｇバッチを調製し、バッチ４１−１７６および４１−１８３−Ａで見られる薬物ローディングおよび放出を確認しただけでなく、動物研究用の材料も得た。粒径は１８３ｎｍであり、薬物ローディングは５．０３％であった。水相［界面活性剤］を除いては、製剤およびプロセスのパラメーターを直線的に倍率変更した。以下の表Ｈは、バッチ間の主要な差を列挙する。
Figure 0005965844
 ＰＫ研究のために、１０ｇバッチ、バッチ番号６２−３０を選択し、薬物放出について最初に試験して、図２２に示すように、その放出が４１−１７６および４１−１８３−Ａに類似していることを確認した。
実施例２０ ラットの研究：薬物動態学
０時点にて、ラット（頚静脈にカニューレが挿入された雄のＳＤラット，約３００ｇ）に、ブデソニドまたはブデソニド封入受動的標的化ナノ粒子（ＰＴＮＰ）（実施例１６で製造された）を０．５ｍｇ／ｋｇで単回静脈内投与した。投与後の様々な時点で、頚静脈カニューレから、リチウムヘパリンを含有するチューブに血液試料を採取し、血漿を調製した。血漿からブデソニドを抽出し、続いてＬＣＭＳ分析によって、血漿レベルを決定した。このＰＫ研究からの結果を図２３に示す。
コポリマーナノ粒子にブデソニドを封入することによって、最高血漿中濃度（Ｃｍａｘ）が１１倍増加し、半減期（ｔ1/2）が４倍増加し、薬物血中濃度時間曲線下面積（ＡＵＣ）が３６倍増加した。ブデソニドの封入によって、分布容積（Ｖｚ）も１／９に減少し、血漿クリアランス（Ｃｌ）も１／３７に減少する。これらのパラメーターそれぞれが、ブデソニドのナノ粒子封入によって、ステロイドの組織分布を犠牲にして、ブデソニドの血漿局在化が促進されることを示している。表Ｉは、ブデソニドおよびブデソニドＰＴＮＰの薬物動態学的分析を説明する。
Figure 0005965844
実施例２１ 炎症性疾患のラットモデル
炎症の有効性モデルとして炎症性腸疾患（ＩＢＤ）のモデルでブデソニドおよびブデソニドＰＴＮＰを比較した。このモデルでは、雌のラットに２４時間間隔にてインドメタシン８ｍｇ／ｋｇで２回皮下投与し、小腸においてクローン病で発生する病変と似ている病変を誘発した。インドメタシン処置の１日前（−１日目）に、賦形剤、ブデソニド（０．０２、０．２または２ｍｇ／ｋｇ）またはブデソニドＰＴＮＰ（０．０２、０．２または２ｍｇ／ｋｇ）の静脈内投与による毎日の処置、またはデキサメタゾン（０．１ｍｇ／ｋｇ）の経口投与による毎日の処置を開始し、合計５日間（−１日〜３日）続けた。動物を４日目に安楽死させ、小腸内のリスクのある１０ｃｍ領域に、肉眼での病態についてスコアをつけ、計量した。
スコア０が正常であり、スコア５がＩＢＤ症状が原因の死を示す、疾患スコアリングシステムを用いた場合、正常なラットは平均スコア０、および平均腸管重量０．４８８ｇを有する。それと異なり、インドメタシン誘発ＩＢＤの賦形剤処理された対照は、平均臨床スコア２．７（図２４）、平均腸管重量２．７０２ｇ（図２５）を有した。用量０．０２ｍｇ／ｋｇ（５２％減少）、０．２ｍｇ／ｋｇ（５３％減少）および２ｍｇ／ｋｇ（５９％減少；図２４）にてブデソニドで処理した後、腸管のスコアは、正常に向かって有意に減少した。同じように、用量０．０２ｍｇ／ｋｇ（５９％減少）、０．２ｍｇ／ｋｇ（９６％減少）および２ｍｇ／ｋｇ（９３％減少；図２４）にてブデソニドＰＴＮＰで処理した後、腸管のスコアは、正常に向かって有意に減少した。同用量のブデソニド不含薬物で処理された動物と比較して、ブデソニドＰＴＮＰ０．２ｍｇ／ｋｇ（９４％）またはブデソニドＰＴＮＰ２ｍｇ／ｋｇ（８５％）で処理することによって、小腸のスコアもまた有意に減少した（図２５）。
用量０．０２ｍｇ／ｋｇ（５２％減少）、０．２ｍｇ／ｋｇ（５３％減少）および２ｍｇ／ｋｇ（５９％減少；図８）にてブデソニドで処理した後、小腸重量が正常に向かって有意に減少した。同じように、用量０．０２ｍｇ／ｋｇ（６４％減少）、０．２ｍｇ／ｋｇ（９３％減少）および２ｍｇ／ｋｇ（９０％減少；図２５）にてブデソニドＰＴＮＰで処理した後、腸管の重量は、正常に向かって有意に減少した。同用量のブデソニド不含薬物で処理された動物と比較して、ブデソニドＰＴＮＰ０．２ｍｇ／ｋｇ（８６％）またはブデソニドＰＴＮＰ２ｍｇ／ｋｇ（７４％）で処理することによって、小腸の重量もまた有意に減少した（図２４）。この研究の結果から、ブデソニドまたはブデソニドＰＴＮＰで毎日、静脈内投与により処置することによって、ラットにおけるインドメタシン誘発炎症性腸疾患と関連する臨床パラメーターが有意に抑制され、ブデソニドＰＴＮＰ処置は、相当する用量レベルでのブデソニド処置と比較して有意に有利な効果を有することが示されている。
実施例２２−交互コポリマーを有する粒子
実施例１６の基本手順に従って、以下のようにＬＡ−ＰＥＧコポリマーと共にブデソニドからナノ粒子を形成した：
５０／５ ＰＬＡ−ＰＥＧ：（ＰＬＡ Ｍｗ＝５０；ＰＥＧ Ｍｗ＝５）；バッチ番号５５−１０６−Ａ
５０／５ ＰＬＡ−ＰＥＧおよび高ＭＷ（７５Ｍｎ ＰＬＡ：バッチ番号５５−１０６−Ｂ
８０／１０ ＰＬＡ−ＰＥＧ：バッチ番号５５−１０６−Ａ
８０／１０ ＰＬＡ−ＰＥＧおよび高ＭＷ ＰＬＡ：５５−１０６−Ｂ
バッチＢおよびＤは、ポリマー全体の５０％でドープされた高ＭＷの７５Ｍｎ ＰＬＡを有した。表Ｊは薬物ローディング重量％を示す：
Figure 0005965844
 薬物放出研究を行い、コポリマーＭＷが変化することによって、薬物放出の速度を遅くするのに影響があるかどうかを確かめた。図２６は、バッチ番号５５−１０６−Ｂ、つまり高ＭＷ ＰＬＡがドープされた５０／５ ＰＬＡ−ＰＥＧを示し、対照製剤６２−３０に類似していると思われる。
均等物
当業者であれば、単なる慣例の実験を用いて、本明細書に記載の本発明の特定の実施形態の多くの等価物を理解されるであろう、あるいは確かめることができるであろう。かかる等価物は、以下の特許請求の範囲によって包含されることが意図される。
参照による援用
本明細書に記載のすべての特許、公開特許出願、ウェブサイト、および他の参考文献の内容全体が、参照によりその全体が本明細書に明示的に援用される。

Claims (23)

  1. ａ）(i)３〜４０重量％の治療薬と、(ii)４０〜９０重量％の少なくとも１つの疎水性部分を有するブロックコポリマーとを含むポリマーナノ粒子を含む第１水性懸濁液を、複数、別々に調製し、前記ブロックコポリマーは、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーまたはポリ（乳酸）−コポリ（グリコール酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーを有し、
    ｂ）前記各第１水性懸濁液のナノ粒子のガラス転移温度を測定し、
    ｃ）工程ｂ）でのガラス転移温度が３７℃以下であれば、前記各第１水性懸濁液のブロックコポリマーの疎水性部分の量又は分子量を変更し、
    ｄ）３７〜５０℃のガラス転移温度の第２水性懸濁液となるまで工程ｂ）及びｃ）を繰り返すことを含む、所望の薬物放出速度プロファイルを備える治療用ポリマーナノ粒子組成物を決定する方法。
  2. ｅ）生体外溶解試験を用いて、前記第２の水性懸濁液の薬物放出速度を確認する工程をさらに含む請求項１に記載の方法。
  3. 前記治療薬がタキサン剤である請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記タキサン剤がドセタキセルである請求項３に記載の方法。
  5. 前記ブロックコポリマーのポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）部分が、重量平均分子量１６ｋＤａを有し、かつ前記ブロックコポリマーのポリ（エチレン）グリコール部分が、重量平均分子量５ｋＤａを有する請求項１から４のいずれか１つに記載の方法。
  6. 前記薬物放出速度が、４時間の時点で測定された生体外溶解試験において、前記第１治療薬の約５０％未満である請求項１から５のいずれか１つに記載の方法。
  7. 前記薬物放出速度が、４時間時点で測定された生体外溶解試験において前記第１治療薬の約７０〜約１００％である請求項１から５のいずれか１つに記載の方法。
  8. 前記ガラス転移温度が、変調型示差走査熱量測定（ＭＤＳＣ）によって測定される請求項１から７のいずれか１つに記載の方法。
  9. 前記ガラス転移温度が、温度変調型示差走査熱量測定（ＭＴＤＳＣ）によって測定される請求項１から７のいずれか１つに記載の方法。
  10. 前記生体外溶解試験は、生体外での懸濁および遠心を含む請求項２の方法。
  11. 前記治療薬が、ビンカアルカロイド、窒素マスタード剤、ｍＴＯＲ阻害剤、およびボロン酸エステルまたはペプチドボロン酸化合物からなる群から選択される請求項１から１０のいずれか１つに記載の方法。
  12. 特定の放出速度を有する懸濁液を決定するためのナノ粒子懸濁液をスクリーニングする方法であって：
    ａ）治療薬と、４０〜９０重量％の少なくとも１つの疎水性部分を有するブロックコポリマーと、任意にポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）又はポリ（乳酸）−コポリ（グリコール酸）から選択されるホモポリマーとを含むナノ粒子を有する複数の懸濁液を別々に調製し、
    前記ブロックコポリマーは、
    ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）又はポリ（乳酸）−コポリ（グリコール酸）と
    ポリ（エチレン）グリコール部分とを含み、
    各懸濁液は、予め決められた分子量のブロックコポリマー又は予め決められた分子量のブロックポリマーとホモポリマーとを含み、
    ｂ）前記懸濁液それぞれのガラス転移温度を測定し、
    ｃ）予め決められたガラス転移温度を有する懸濁液を決定することにより、３７〜３９．５℃の予め決められたガラス転移温度を有する、特定の放出速度を有する懸濁液を決定することを含む方法。
  13. 治療用ナノ粒子の有効量を含む水性懸濁液を含有する固形腫瘍がん治療用組成物であって、
    前記治療用ナノ粒子が、制癌剤４〜２５重量％と、ポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマー４０〜９９重量％と、ＰＬＡ−ＰＥＧ−リガンド０．２〜１０モル％とを含有し、前記水性懸濁液は３９〜４１℃のガラス転移温度を有する固形腫瘍がん治療用組成物。
  14. 薬物放出速度が、３７℃にて４時間の時点で測定された生体外溶解試験において、前記制癌剤の５０〜７０％である請求項１３に記載の組成物。
  15. 前記コポリマーの前記ポリエチレングリコール部分が、数平均分子量４〜６ｋＤａを有する請求項１３または１４に記載の組成物。
  16. 前記コポリマーのポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）部分が、数平均分子量約１６ｋＤａを有し、かつ前記コポリマーのポリエチレングリコール部分が、数平均分子量５ｋＤａを有する請求項１３または１４に記載の組成物。
  17. 前記制癌剤がタキサン剤である請求項１３から１５のいずれか１つに記載の組成物。
  18. 前記タキサン剤がドセタキセルである請求項１７に記載の組成物。
  19. ５０〜９０重量％のポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーを含む請求項１３から１８のいずれか１つに記載の組成物。
  20. ４〜２５重量％の制癌剤と、５０〜９０重量％のポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーと、０．２〜１０重量％のターゲットリガンドに共有結合したポリ（乳酸）−ポリ（エチレン）グリコールコポリマーとを含む治療用ナノ粒子の治療有効量を含有する水性懸濁剤を含有し、該水性懸濁剤は３９〜４１℃のガラス得転移温度を有する固形腫瘍がん治療用組成物。
  21. 前記ターゲットリガンドは、以下の式で表される請求項２０に記載の組成物。
    Figure 0005965844
  22. 乳がん、卵巣がん、肺がん又は前立腺がんの治療用である請求項２０又は２１に記載の組成物。
  23. 治療用ナノ粒子は、８０〜１３０ｎｍの直径を有する請求項２０から２２のいずれか１つに記載の組成物。
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