JP6284209B2 - コアシェル型粒子とその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、疎水性高分子を含むコアと、リン酸カルシウムを含むシェルとを有するコアシェル型粒子とその製造方法に関する。
高分子と無機物からなる複合微粒子は、それぞれの異なる特性を組み合わせることにより、機能を向上させることができる。さらに、この複合微粒子の内部に機能性物質を保持することにより、医薬品や化粧品などの幅広い分野に応用されている。近年、環境意識の高まりの中で、植物などの再生可能な資源を原料としたポリ乳酸などのバイオマス原料ポリマーが関心を集めている。ポリ乳酸は体内で安全に分解代謝される。また、歯や骨の主成分であり生体適合性の高いリン酸カルシウムが、セラミックス材料として関心を集めている。
特許文献１には、リン酸カルシウムで被覆された球状生体内分解性高分子が開示されている。また、特許文献２には、生分解性高分子リン酸カルシウム複合ナノ粒子が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載されたリン酸カルシウムで被覆された球状生体内分解性高分子は、リン酸カルシウムが球状生体内分解性高分子の表面の全体を覆っているわけではなく、完全なコアシェル型粒子ではない。このため、このリン酸カルシウムで被覆された球状生体内分解性高分子に機能性物質を内包しても、球状生体内分解性高分子が加水分解により低分子化し、機能性物質を安定して保持することができない。同様に、特許文献２に記載された生分解性高分子リン酸カルシウム複合ナノ粒子も完全なコアシェル型粒子ではないため、生分解性高分子が加水分解により低分子化し、機能性物質を安定して保持することができない。
特開２００２−２４１３１２号公報 特開２００８−１４３９５７号公報
本発明は、水などの溶剤中で長期間安定なコアシェル型粒子を提供することを目的とする。
本発明のコアシェル型粒子は、アニオン性基を備える疎水性高分子を含むコアと、リン酸カルシウムを含むシェルとを有し、リン酸カルシウムに含まれるカルシウムの少なくとも一部が、アニオン性基に由来する官能基と化学結合している。本発明の徐放性製剤は、平均粒子径が５０ｎｍ未満の本発明のコアシェル型粒子と、コアシェル型粒子に担持された薬物とを有する。
本発明のコアシェル型粒子の製造方法は、コアシェル型粒子が、疎水性高分子を含むコアと、リン酸カルシウムを含むシェルとを有し、アニオン性基を備える疎水性高分子を含む水溶性有機溶液と、カルシウムイオンを含む溶液とを混合し第一混合液を得る工程と、第一混合液と、リン酸イオンを含む溶液とを混合して第二混合液を得る工程と、第二混合液を撹拌する工程とを有する。
本発明によれば、水などの溶剤中で長期間安定なコアシェル型粒子が得られる。
実施例１のコアシェル型粒子の走査型電子顕微鏡写真。 実施例２のコアシェル型粒子の粉末Ｘ線回折スペクトル。 実施例２のコアシェル型粒子の透過型電子顕微鏡写真。 実施例１０のコアシェル型粒子のシェル部の透過型電子顕微鏡写真。
以下、本発明のコアシェル型粒子、徐放性製剤、およびコアシェル型粒子の製造方法について、実施形態と実施例に基づいて説明する。なお、重複説明は適宜省略する。また、２つの数値の間に「〜」を記載して数値範囲を表す場合には、この２つの数値も数値範囲に含まれる。
本発明のコアシェル型粒子は、アニオン性基を備える疎水性高分子を含むコアと、リン酸カルシウムを含むシェルとを有する。そして、シェルがコアの表面の全体を覆っている。アニオン性基は、水や水溶性有機溶媒などの溶媒に溶解したときに、負電荷を帯びる官能基である。本発明のコアシェル型粒子の疎水性高分子に含まれるアニオン性基としては、例えばカルボキシル基、スルホ基、またはリン酸基などが挙げられるが、これらに限定されない。また、アニオン性基は、疎水性高分子の末端に存在してもよいし、側鎖に存在してもよい。
疎水性高分子は水に溶解しない高分子である。本発明のコアシェル型粒子のコアに含まれる疎水性高分子は、水溶性有機溶媒に溶解することが好ましい。後述するように、界面活性剤を使用せずにコアシェル型粒子が製造できるからである。また、本発明のコアシェル型粒子のコアに含まれる疎水性高分子は、生分解性高分子であることが好ましい。生体内で安全に分解代謝されるからである。アニオン性基を備える生分解性高分子としては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、または乳酸−グリコール酸共重合体などが挙げられる。なお、本発明のコアシェル型粒子のコアには、二種類以上の疎水性高分子が含まれていてもよい。
リン酸カルシウムは、カルシウムイオン(Ｃａ２＋)と、リン酸イオン(ＰＯ４ ３−)または二リン酸イオン(Ｐ２Ｏ７ ４−)とからなる塩である。本発明のコアシェル型粒子のシェルに含まれるリン酸カルシウムとしては、例えばリン酸二水素カルシウム(Ｃａ(Ｈ２ＰＯ４)２)、リン酸二水素カルシウム一水和物(Ｃａ(Ｈ２ＰＯ４)２・Ｈ２Ｏ)、リン酸水素カルシウム(ＣａＨＰＯ４)、リン酸水素カルシウム二水和物(ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏ)、リン酸三カルシウム(Ｃａ３(ＰＯ４)２)、リン酸八カルシウム(Ｃａ８Ｈ２(ＰＯ４)６・５Ｈ２Ｏ)、またはヒドロキシアパタイト(Ｃａ１０(ＰＯ４)６(ＯＨ)２)などが挙げられる。
本発明のコアシェル型粒子のシェル中のリン酸カルシウムは、ヒドロキシアパタイトを含むことが好ましい。そしてこのヒドロキシアパタイトは、積層構造を含むことが好ましい。シェルにヒドロキシアパタイトの積層構造が含まれることにより、コアシェル型粒子が水などの溶剤中に存在していても、コアが加水分解するのを抑えられる。この積層構造は、シェルの外側に向かってヒドロキシアパタイトがｃ軸方向に積層したものであることが好ましい。シェルの外側に向かってヒドロキシアパタイトがｃ軸方向に積層することによって、シェルが強固になり、コアやコアが内包する物質を安定して保持することができる。
なお、この積層構造は、後述するように第二混合液のｐＨと撹拌時間で制御できる。安定なコアシェル型粒子では、この積層構造がシェルの全面に渡って存在すること、例えば、コアシェル型粒子の最外殻が規則的な結晶構造を有するヒドロキシアパタイトから構成されていることが好ましい。一方、コアやコアが内包する物質を徐放するコアシェル型粒子では、その最外殻は、必ずしも規則的な結晶構造を有する必要がない。
また、本発明のコアシェル型粒子は、シェル中のリン酸カルシウムに含まれるカルシウムの少なくとも一部が、コア中の疎水性高分子のアニオン性基に由来する官能基と化学結合している。すなわち、シェルの内側部分に存在するカルシウムと、コアの外側部分に存在するアニオン性基に由来する官能基とが化学結合している。このため、コアとシェルが分離しにくく、本発明のコアシェル型粒子は壊れにくい。
ここで「アニオン性基に由来する官能基」とは、アニオン性基から原子が脱離して、またはアニオン性基に原子が付加して、負電荷を帯びた官能基をいう。例えば、アニオン性基がカルボキシル基(ＣＯＯＨ)の場合、アニオン性基に由来する官能基はカルボキシレート基(ＣＯＯ−)である。また「化学結合」とは、主にカルシウムイオン(Ｃａ２＋)とアニオン性基に由来する官能基とのイオン結合を示している。
本発明のコアシェル型粒子は、その平均粒子径が５ｎｍ〜５０μｍであり、平均粒子径が１００ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ〜２００ｎｍである場合、化粧料などの用途に適している。触感や質感に優れるからである。液中でコアシェル型粒子が分散可能な場合、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置を用いてコアシェル型粒子の粒子径が測定でき、体積基準の平均粒子径が算出できる。レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置での測定が困難なコアシェル型粒子は、電子顕微鏡写真で粒子の直径を計測することにより数平均粒子径が算出できる。本発明のコアシェル型粒子の平均粒子径は、これらの体積基準の平均粒子径または数平均粒子径を示している。また、コア中の疎水性高分子は、疎水性物質をさらに内包していてもよい。疎水性物質としては、例えば、美容促進物質、抗菌物質、色素、または機能性ポリマーなどの機能性物質が挙げられる。
本発明のコアシェル型粒子は、平均粒子径が５０ｎｍ未満である場合、薬物輸送担体に適している。本発明のコアシェル型粒子を薬物の経皮投与に用いるときに、皮膚を透過しやすいからである。本発明のコアシェル型粒子は、コアに薬物を、シェルにタンパク質をそれぞれ担持できる。また、本発明のコアシェル型粒子は、水などの溶剤中で長期間存在できる。したがって、薬物の徐放や標的化が可能である。すなわち、本発明の徐放性製剤は、本発明のコアシェル型粒子と、このコアシェル型粒子に担持された薬物とを備えている。
本発明のコアシェル型粒子の製造方法は、第一混合液を得る工程と、第二混合液を得る工程と、第二混合液を撹拌する工程とを備えている。第一混合液を得る工程では、アニオン性基を備える疎水性高分子を含む水溶性有機溶液と、カルシウムイオンを含む溶液とを混合して第一混合液を得る。このとき、界面活性剤や乳化剤を使用しなくても、アニオン性基を備える疎水性高分子を含む水溶性有機溶液と、カルシウムイオンを含む溶液は、均一に混ざり合う。このため、本発明の製造方法によれば、界面活性剤や乳化剤を含まないコアシェル型粒子が得られる。一方、界面活性剤や乳化剤を使用して得られる複合微粒子には、界面活性剤や乳化剤が残留してしまう。界面活性剤や乳化剤はアレルギー症状の誘発やガン原性の疑いが報告されている。
第一混合液を得る工程で、疎水性高分子を含む水溶性有機溶液中の疎水性高分子の濃度を調整することによって、得られるコアシェル型粒子の平均粒子径を制御することができる。疎水性高分子の濃度が増加すると、得られるコアシェル型粒子の平均粒子径は大きくなる傾向がある。第一混合液を得る工程では、疎水性高分子を含む水溶性有機溶液の体積に対するカルシウムイオンを含む溶液の体積の比が１以上であることが好ましい。
疎水性高分子を含む水溶性有機溶液とカルシウムイオンを含む溶液は、プロペラ型撹拌機やマグネティックスターラーなどを用いた撹拌によって混合できる。このときの混合時間は、例えば１０秒〜３０分である。また、第一混合液を得る工程では、疎水性高分子を含む水溶性有機溶液とカルシウムイオンを含む溶液を混合した後、カルシウムイオンを含む溶液をさらに加えて、カルシウムイオンの濃度を調整してもよい。カルシウムイオンの濃度が増加すると、得られるコアシェル型粒子の平均粒子径は小さくなる傾向がある。
アニオン性基を備える疎水性高分子を含む水溶性有機溶液と、カルシウムイオンを含む溶液とを混合すると、アニオン性基に由来する官能基とカルシウムイオンが化学結合する。水溶性有機溶液の溶媒である水溶性有機溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エタノール、メタノール、またはプロパノールなどが挙げられるが、特に制限はない。また、二種以上の水溶性有機溶媒を用いてもよい。この中でもアセトンが好ましい。沸点が低く、かつ疎水性高分子を溶解しやすいからである。
また、コア中の疎水性高分子が疎水性物質をさらに内包しているコアシェル型粒子を作製する場合は、疎水性高分子とともに疎水性物質を水溶性有機溶媒に溶解または分散させればよい。すなわち、第一混合液を得る工程で、アニオン性基を備える疎水性高分子と疎水性物質を含む水溶性有機溶液と、カルシウムイオンを含む溶液とを混合する。コアシェル型粒子を薬物輸送担体として用いる場合、コア中の疎水性高分子に内包される疎水性物質は、抗腫瘍薬、抗生物質、抗菌薬、抗炎症薬、または鎮痛剤などである。なお、溶解または分散させる疎水性物質の質量に応じて、得られるコアシェル型粒子の平均粒子径が変化する。
カルシウムイオンを含む溶液は水溶液であることが好ましい。カルシウムイオンを含む水溶液としては、硝酸カルシウム四水和物水溶液、塩化カルシウム水溶液、塩化カルシウム一水和物水溶液、塩素酸カルシウム二水和物水溶液、過塩素酸カルシウム水溶液、臭化カルシウム水溶液、または酢酸カルシウム水溶液などが挙げられるが、特に制限はない。カルシウムイオンを含む溶液中のカルシウムイオンの濃度は、例えば２×１０−３ｍｏｌ／Ｌ以下であり、１×１０−３ｍｏｌ／Ｌ〜２×１０−３ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。疎水性高分子の表面にリン酸カルシウムを規則的に析出させることができるからである。
第二混合液を得る工程では、第一混合液と、リン酸イオンを含む溶液とを混合して第二混合液を得る。第一混合液とリン酸イオンを含む溶液を混合する方法は、第一混合液にリン酸イオンを含む溶液を滴下することが好ましい。第一混合液に含まれる疎水性高分子の表面にリン酸カルシウムを均一に析出させることができるからである。このとき、疎水性高分子のアニオン性基に由来する官能基と化学結合したカルシウムイオンが核生成サイトとなってリン酸カルシウムが析出し、コアシェル型粒子の球状化を促進する。
リン酸イオンを含む溶液は水溶液であることが好ましい。リン酸イオンを含む水溶液としては、リン酸水素二アンモニウム水溶液、リン酸二水素アンモニウム水溶液、リン酸水素二ナトリウム水溶液、リン酸二水素ナトリウム一水和物水溶液、リン酸二水素ナトリウム二水和物水溶液、リン酸カリウム水溶液、リン酸水素二カリウム水溶液、リン酸二水素カリウム水溶液、リン酸水溶液などが挙げられるが、特に制限はない。
第二混合液を得る工程では、リン酸イオンを含む溶液中のリン酸イオンの物質量に対する第一混合液中のカルシウムイオンの物質量の比、いわゆるモル比は、０.８〜２０であることが好ましい。リン酸カルシウムのうち最も安定相であるヒドロキシアパタイトは、リン酸イオンに対するカルシウムイオンのモル比が１.７であり、第一混合液中のリン酸イオンに対するカルシウムイオンのモル比が１.７前後のときに、ヒドロキシアパタイトが析出しやすいからである。なお、第一混合液中のこのモル比が１.７より高くても、時間をかけてリン酸カルシウムを析出させれば、析出したリン酸カルシウムの大部分がヒドロキシアパタイトである。
第二混合液を撹拌する工程では、プロペラ型撹拌機やマグネティックスターラーなどの撹拌手段を用いて第二混合液を撹拌することができる。第二混合液を撹拌する工程を経て、第二混合液中に分散しているコアシェル型粒子が得られる。第二混合液が水溶性有機溶媒と水とを含む場合、この第二混合液の撹拌により、水溶性有機溶媒を揮発させることができるとともに、第二混合液の濃度分布が均一になるため、撹拌終了時に粒子径が揃ったコアシェル型粒子の水分散液が得られる。この水分散液は濾過、遠心分離、凍結乾燥などによって固液分離される。固液分離することにより、コアシェル型粒子を単離できる。
第二混合液を撹拌する工程において、第二混合液のｐＨと撹拌時間でコアシェル型粒子の最外殻の結晶構造を変えることができる。具体的には、コアやコアが内包する物質を徐放するコアシェル型粒子を作製する場合、第二混合液をｐＨ８以下にした状態で撹拌することが好ましく、撹拌時間は、例えば１時間〜１２０時間であり、３時間〜７２時間であることが好ましい。一方、安定なコアシェル型粒子を作製する場合、第二混合液をｐＨ９以上にした状態で撹拌することが好ましく、疎水性高分子の表面にリン酸カルシウムの析出を促すために、撹拌時間は７２時間以上であることが好ましい。本発明のコアシェル型粒子の製造方法は、常温常圧で実施できるため、コア中の疎水性高分子や機能性物質である疎水性物質の変性を抑えることができる。また、本発明のコアシェル型粒子の製造方法は、常温常圧で実施できるため、環境への負荷が少ない。
次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は、実施例により限定されない。なお、コアシェル型粒子の粒子径および平均粒子径は、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置または走査型電子顕微鏡写真を用いて計測および算出した。
［実施例１］
まず、重量平均分子量２００００のポリ乳酸０.０１ｇをアセトン２ｍＬに溶解した。つぎに、２×１０−３ｍｏｌ／Ｌの酢酸カルシウム水溶液１８０ｍＬ中にこのアセトン溶液を加え、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌し、第一混合液を得た。そして、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第一混合液を撹拌しながら、第一混合液に０.０１２ｍｏｌ／Ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液２０ｍＬを滴下して第二混合液を得た。第二混合液はｐＨ８以下であった。その後、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第二混合液を４８時間撹拌しながらアセトンを揮発させて、コアシェル型粒子の分散液を得た。つぎに、この分散液を濾過した後、凍結乾燥させてコアシェル型粒子を得た。
図１は、実施例１のコアシェル型粒子の走査型電子顕微鏡写真である。図１に示すように、粒子径が約３０ｎｍのコアシェル型粒子が多く見られた。コアシェル型粒子の粒子径は、最大で４０ｎｍであった。また、粉末Ｘ線回折スペクトルから、実施例１のコアシェル型粒子がヒドロキシアパタイトを含むことを確認した。さらに、透過型電子顕微鏡写真から、実施例１のコアシェル型粒子がコアおよびシェルを有することを確認した。また、実施例１のコアシェル型粒子のＦＴ−ＩＲ分析を行ったところ、ポリ乳酸の末端ＣＯＯＨ基のＯ−Ｈ伸縮振動に帰属される３５８０ｃｍ−１のピークがなかった。この結果から、ポリ乳酸の末端ＣＯＯＨ基からＨが脱離してＣＯＯ−基になり、このＣＯＯ−基を核生成サイトとしてヒドロキシアパタイトが析出したと考えられる。
［実施例２］
まず、重量平均分子量２００００のポリ乳酸０.０２ｇをアセトン４ｍＬに溶解した。つぎに、２×１０−３ｍｏｌ／Ｌの酢酸カルシウム水溶液１８０ｍＬ中にこのアセトン溶液を加え、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌し、第一混合液を得た。そして、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第一混合液を撹拌しながら、第一混合液に０.０１２ｍｏｌ／Ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液２０ｍＬを滴下して第二混合液を得た。第二混合液はｐＨ８以下であった。その後、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第二混合液を７２時間撹拌しながらアセトンを揮発させて、コアシェル型粒子の分散液を得た。つぎに、この分散液を濾過した後、凍結乾燥させてコアシェル型粒子を得た。
実施例２のコアシェル型粒子の走査型電子顕微鏡写真によれば、粒子径が約３０ｎｍのコアシェル型粒子が多く見られた。コアシェル型粒子の粒子径は、最大で４５ｎｍであった。図２は、実施例２のコアシェル型粒子の粉末Ｘ線回折スペクトルである。図２に示すように、粉末Ｘ線回折スペクトルが、ヒドロキシアパタイトの回折ピークとよく一致するので、実施例２のコアシェル型粒子は、ヒドロキシアパタイトを含むことがわかった。図３は、実施例２のコアシェル型粒子の透過型電子顕微鏡写真である。図３では、コアおよびシェルの外周に黒色の線を挿入した。図３に示すように、実施例２のコアシェル型粒子は、コアおよびシェルを有することがわかった。さらに、透過型電子顕微鏡による格子像から、シェルの外側に向かってヒドロキシアパタイトがｃ軸方向に積層していることがわかった。
［比較例３］
まず、重量平均分子量２００００のポリ乳酸０.４ｇをアセトン４０ｍＬに溶解した。つぎに、１×１０-2ｍｏｌ／Ｌの酢酸カルシウム水溶液６００ｍＬ中にこのアセトン溶液を加え、マグネティックスターラーを用いて１００ｒｐｍで３分間撹拌し、第一混合液を得た。そして、マグネティックスターラーを用いて１００ｒｐｍで第一混合液を撹拌しながら、第一混合液に０.０１２ｍｏｌ／Ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液２００ｍＬを滴下して第二混合液を得た。第二混合液はｐＨ８以下であった。
その後、マグネティックスターラーを用いて１００ｒｐｍで第二混合液を２４時間撹拌しながらアセトンを揮発させて、複合ナノ粒子の分散液を得た。つぎに、この分散液を濾過した後、凍結乾燥させて複合ナノ粒子を得た。走査型電子顕微鏡写真から、比較例３の複合ナノ粒子の平均粒子径が５０ｎｍであることを確認した。また、複合ナノ粒子は、粉末Ｘ線回折スペクトルから、ヒドロキシアパタイトを含むことを確認した。
［実施例４］
まず、重量平均分子量２００００のポリ乳酸０.０２ｇとβカロテン０.０００１ｇをアセトン４ｍＬに溶解した。つぎに、２×１０−３ｍｏｌ／Ｌの酢酸カルシウム水溶液１８０ｍＬ中にこのアセトン溶液を加え、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌し、第一混合液を得た。そして、マグネティックスターラーを用いて第一混合液を５００ｒｐｍで撹拌しながら、第一混合液に０.０１２ｍｏｌ／Ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液２０ｍＬを滴下して第二混合液を得た。第二混合液はｐＨ８以下であった。
その後、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第二混合液を７２時間撹拌しながらアセトンを揮発させて、コアシェル型の徐放性製剤の分散液を得た。つぎに、この分散液を濾過した後、凍結乾燥させて徐放性製剤を得た。得られた徐放性製剤がβカロテンの特徴色であるオレンジ色を示すことから、この徐放性製剤は、βカロテンがコアシェル型微粒子に担持されたものであることがわかった。
［実施例５］
まず、重量平均分子量２００００のポリ乳酸４ｍｇとビタミンＫ１７.５ｍｇをアセトン０.７ｍＬに溶解した。つぎに、１.６×１０−３ｍｏｌ／Ｌの酢酸カルシウム水溶液５０ｍＬ中にこのアセトン溶液を加え、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌し、第一混合液を得た。そして、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第一混合液を撹拌しながら、第一混合液に１.２ｍｏｌ／Ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液０.０４ｍＬを滴下して第二混合液を得た。つぎに、この第二混合液に２５％アンモニア水を少量ずつ滴下して、ｐＨ１０に調整した。
その後、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第二混合液を９６時間撹拌しながらアセトンを揮発させて、コアシェル型粒子の分散液を得た。つぎに、この分散液を濾過した後、凍結乾燥させてコアシェル型粒子を得た。レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて実施例５のコアシェル型粒子の粒子径を計測したところ、平均粒子径が０.５μｍであり、メジアン径(Ｄ５０)が０.４μｍ、１０％径(Ｄ１０)が０.３μｍ、９０％径(Ｄ９０)が０.７μｍであった。得られた複合微粒子がビタミンＫ１の特徴色である黄色を示すことから、実施例５のコアシェル型粒子はビタミンＫ１を含んでいることがわかった。
［実施例６］
まず、重量平均分子量２００００のポリ乳酸４ｍｇとビタミンＫ１１５ｍｇをアセトン１.２ｍＬに溶解した。つぎに、１.６×１０−３ｍｏｌ／Ｌの酢酸カルシウム水溶液５０ｍＬ中にこのアセトン溶液を加え、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌し、第一混合液を得た。そして、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第一混合液を撹拌しながら、第一混合液に１.２ｍｏｌ／Ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液０.０４ｍＬを滴下して第二混合液を得た。つぎに、この第二混合液に２５％アンモニア水を少量ずつ滴下して、ｐＨ１０に調整した。
その後、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第二混合液を９６時間撹拌しながらアセトンを揮発させて、コアシェル型粒子の分散液を得た。つぎに、この分散液を濾過した後、凍結乾燥させてコアシェル型粒子を得た。レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて実施例６のコアシェル型粒子の粒子径を計測したところ、平均粒子径が１.４μｍであり、メジアン径(Ｄ５０)が１.３μｍ、１０％径(Ｄ１０)が０.８μｍ、９０％径(Ｄ９０)が２.１μｍであった。得られた複合微粒子がビタミンＫ１の特徴色である黄色を示すことから、実施例６のコアシェル型粒子はビタミンＫ１を含んでいることがわかった。
［実施例７］
まず、重量平均分子量２００００のポリ乳酸４ｍｇとビタミンＫ１３０ｍｇをアセトン２.２ｍＬに溶解した。つぎに、１.６×１０−３ｍｏｌ／Ｌの酢酸カルシウム水溶液５０ｍＬ中にこのアセトン溶液を加え、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌し、第一混合液を得た。そして、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第一混合液を撹拌しながら、第一混合液に１.２ｍｏｌ／Ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液０.０４ｍＬを滴下して第二混合液を得た。つぎに、この第二混合液に２５％アンモニア水を少量ずつ滴下して、ｐＨ１０に調整した。
その後、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第二混合液を９６時間撹拌しながらアセトンを揮発させて、コアシェル型粒子の分散液を得た。つぎに、この分散液を濾過した後、凍結乾燥させてコアシェル型粒子を得た。レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて実施例７のコアシェル型粒子の粒子径を計測したところ、平均粒子径が５.４μｍであり、メジアン径(Ｄ５０)が５.４μｍ、１０％径(Ｄ１０)が１.８μｍ、９０％径(Ｄ９０)が１２μｍであった。得られた複合微粒子がビタミンＫ１の特徴色である黄色を示すことから、実施例７のコアシェル型粒子はビタミンＫ１を含んでいることがわかった。
［実施例８］
まず、重量平均分子量１００００のポリ乳酸５ｍｇと重量平均分子量が２００００ポリ乳酸１５ｍｇをアセトン４ｍＬに溶解した。つぎに、１.８×１０−３ｍｏｌ／Ｌの酢酸カルシウム水溶液２２０ｍＬ中にこのアセトン溶液を加え、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌し、第一混合液を得た。そして、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第一混合液を撹拌しながら、第一混合液に０.１２ｍｏｌ／Ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液２０ｍＬを滴下して第二混合液を得た。つぎに、この第二混合液に２５％アンモニア水を少量ずつ滴下して、ｐＨ１０に調整した。
その後、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第二混合液を９６時間撹拌しながらアセトンを揮発させて、コアシェル型粒子の分散液を得た。つぎに、この分散液を濾過した後、凍結乾燥させてコアシェル型粒子を得た。走査型電子顕微鏡写真から、実施例８のコアシェル型粒子の平均粒子径が約４０ｎｍであることを確認した。また、Ｊ-ＴＥＣ社製ヒト３次元培養表皮モデルを用いた皮膚刺激性試験(ＯＥＣＤ ＴＧ４３９収載)によって、実施例８のコアシェル型粒子が安全であることを確認した。
［実施例９］
まず、重量平均分子量２００００のポリ乳酸４０ｍｇとビタミンＫ１１.６ｍｇをアセトン４ｍＬに溶解した。つぎに、１.６×１０−３ｍｏｌ／Ｌの酢酸カルシウム水溶液５００ｍＬ中にこのアセトン溶液を加え、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌し、第一混合液を得た。そして、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第一混合液を撹拌しながら、第一混合液に０.１２ｍｏｌ／Ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液４ｍＬを滴下して第二混合液を得た。第二混合液はｐＨ８以下であった。
その後、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第二混合液を７５時間撹拌しながらアセトンを揮発させて、コアシェル型粒子の分散液を得た。つぎに、この分散液を濾過した後、凍結乾燥させてコアシェル型粒子を得た。走査型電子顕微鏡写真から、実施例９のコアシェル型粒子の大部分の粒子径が３０ｎｍ〜１００ｎｍであることを確認した。また、温度３７℃の６６×１０−３ｍｏｌ／Ｌリン酸緩衝液中に実施例９のコアシェル型粒子を分散し、所定の時間が経過した後に遠心分離機を用いて固液分離し、上澄みに放出されているビタミンＫ１の濃度を測定した。その結果、３０日間にわたって、コアシェル型粒子から１日に放出されたビタミンＫ１の質量は、前日にコアシェル型粒子に含まれていたビタミンＫ１の質量の０.０３％〜０.０８％とほぼ一定であった。
［実施例１０］
まず、重量平均分子量２００００のポリ乳酸４０ｍｇとβカロテン０.６ｍｇをアセトン４ｍＬに溶解した。つぎに、１.０×１０−３ｍｏｌ／Ｌの酢酸カルシウム水溶液４００ｍＬ中にこのアセトン溶液を加え、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌し、第一混合液を得た。そして、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第一混合液を撹拌しながら、第一混合液に１.２ｍｏｌ／Ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液０．２ｍＬを滴下して第二混合液を得た。つぎに、この第二混合液に２５％アンモニア水を少量ずつ滴下して、ｐＨ１０に調整した。
その後、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第二混合液を７５時間撹拌しながらアセトンを揮発させて、コアシェル型粒子の分散液を得た。つぎに、この分散液を濾過した後、凍結乾燥させてコアシェル型粒子を得た。走査型電子顕微鏡写真から、実施例１０のコアシェル型粒子の大部分の粒子径が１００ｎｍ〜２００ｎｍであることを確認した。また、得られた複合微粒子がβカロテンの特徴色であるオレンジ色を示すことから、実施例１０のコアシェル型粒子はβカロテンを含んでいることがわかった。図４は、実施例１０のコアシェル型粒子のシェル部の透過型電子顕微鏡写真である。図４では、コアおよびシェルの外周に黒色の線を挿入した。図４に示すように、ヒドロキシアパタイト結晶の格子縞が、実施例１０のコアシェル型粒子のシェル部に存在することを確認できた。また、このヒドロキシアパタイト結晶は規則的に積層していることも確認できた。
［実施例１１］
まず、重量平均分子量２００００のポリ乳酸２０ｍｇとβカロテン０.１５ｍｇをアセトン２ｍＬに溶解した。つぎに、１.８×１０−３ｍｏｌ／Ｌの酢酸カルシウム水溶液２２０ｍＬ中にこのアセトン溶液を加え、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌し、第一混合液を得た。そして、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第一混合液を撹拌しながら、第一混合液に０.０１２ｍｏｌ／Ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液２０ｍＬを滴下して第二混合液を得た。つぎに、この第二混合液に２５％アンモニア水を少量ずつ滴下して、ｐＨ１０に調整した。
その後、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第二混合液を９６時間撹拌しながらアセトンを揮発させて、コアシェル型粒子の分散液を得た。つぎに、この分散液を濾過した後、凍結乾燥させてコアシェル型粒子を得た。走査型電子顕微鏡写真から、実施例１１のコアシェル型粒子の大部分の粒子径が２０ｎｍ〜１００ｎｍであることを確認した。また、得られた複合微粒子がβカロテンの特徴色であるオレンジ色を示すことから、実施例１１のコアシェル型粒子はβカロテンを含んでいることがわかった。さらに、皮膚に対する刺激性試験によって、実施例１１のコアシェル型粒子が安全であることを確認した。また、実施例１１のコアシェル型粒子を蒸留水中に懸濁して、温度４℃の冷蔵庫内で静置したところ、３６ヶ月後もβカロテンを保持していた。
［実施例１２］
まず、重量平均分子量２００００のポリ乳酸４０ｍｇと抗菌剤のトリクロサン５ｍｇをアセトン４ｍＬに溶解した。つぎに、１.６×１０−３ｍｏｌ／Ｌの酢酸カルシウム水溶液５００ｍＬ中にこのアセトン溶液を加え、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌し、第一混合液を得た。そして、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第一混合液を撹拌しながら、第一混合液に１.２ｍｏｌ／Ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液０．４ｍＬを滴下して第二混合液を得た。第二混合液はｐＨ８以下であった。
その後、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第二混合液を９６時間撹拌しながらアセトンを揮発させて、コアシェル型粒子の分散液を得た。つぎに、この分散液を濾過した後、凍結乾燥させてコアシェル型粒子を得た。大腸菌が塗られた寒天培地に実施例１２のコアシェル型粒子を添加して培養したところ、大腸菌のコロニーが出現しなかった。一方、大腸菌が塗られた寒天培地を同じ条件で培養したところ、大腸菌のコロニーが観察された。したがって、実施例１２のコアシェル型粒子は、大腸菌の繁殖を抑えられることがわかった。
［実施例１３］
まず、重量平均分子量２００００のポリ乳酸２０ｍｇとビタミンＫ１３ｍｇをアセトン４ｍＬに溶解した。つぎに、２.０×１０−３ｍｏｌ／Ｌの酢酸カルシウム水溶液１８０ｍＬ中にこのアセトン溶液を加え、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌し、第一混合液を得た。そして、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第一混合液を撹拌しながら、第一混合液に０.０１２ｍｏｌ／Ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液２０ｍＬを滴下して第二混合液を得た。第二混合液はｐＨ８以下であった。
その後、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第二混合液を４８時間撹拌しながらアセトンを揮発させて、コアシェル型粒子の分散液を得た。つぎに、この分散液を濾過した後、凍結乾燥させてコアシェル型粒子を得た。２０質量％エタノール水溶液中に実施例１３のコアシェル型粒子を２０分間浸漬してビタミンＫ１の溶出量を測定した。その結果、実施例１３のコアシェル型粒子に含まれていたビタミンＫ１の１６質量％が溶出していた。
［実施例１４］
まず、重量平均分子量２００００のポリ乳酸２０ｍｇとビタミンＫ１３ｍｇをアセトン４ｍＬに溶解した。つぎに、１.８×１０−３ｍｏｌ／Ｌの酢酸カルシウム水溶液２２０ｍＬ中にこのアセトン溶液を加え、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌し、第一混合液を得た。そして、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第一混合液を撹拌しながら、第一混合液に０.０１２ｍｏｌ／Ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液２０ｍＬを滴下して第二混合液を得た。つぎに、この第二混合液に２５％アンモニア水を少量ずつ滴下して、ｐＨ１０に調整した。
その後、マグネティックスターラーを用いて５００ｒｐｍで第二混合液を７３時間撹拌しながらアセトンを揮発させて、コアシェル型粒子の分散液を得た。つぎに、この分散液を濾過した後、凍結乾燥させてコアシェル型粒子を得た。２０質量％エタノール水溶液中に実施例１４のコアシェル型粒子を２０分間浸漬してビタミンＫ１の溶出量を測定した。その結果、実施例１４のコアシェル型粒子に含まれていたビタミンＫ１の５質量％が溶出していた。
実施例１４のコアシェル型粒子のビタミンＫ１の溶出量は、実施例１３のコアシェル型粒子のビタミンＫ１の溶出量の１／３以下であった。実施例１４のコアシェル型粒子は、第二混合液をｐＨ９以上に調整しながら撹拌して製造したため、シェルとなるヒドロキシアパタイト結晶がより安定な構造になったと考えられる。また、実施例１４のコアシェル型粒子は、第二混合液を７２時間以上撹拌して製造したため、シェルとなるヒドロキシアパタイト結晶がより安定な構造となった上、ヒドロキシアパタイトの積層構造がより多く形成されたと考えられる。
本発明のコアシェル型粒子は、薬物輸送担体や化粧料などに利用できる。

Claims (16)

  1. アニオン性基を備える疎水性高分子を含むコアと、リン酸カルシウムを含むシェルとを有し、
    前記リン酸カルシウムに含まれるカルシウムの少なくとも一部が、前記アニオン性基に由来する官能基と化学結合しているコアシェル型粒子であって、
    前記リン酸カルシウムがヒドロキシアパタイトを含み、
    前記シェルが前記ヒドロキシアパタイトの積層構造を含むコアシェル型粒子。
  2. 請求項１において、
    前記積層構造は、前記シェルの外側に向かってヒドロキシアパタイトがｃ軸方向に積層したものであるコアシェル型粒子。
  3. 請求項１または２において、
    前記アニオン性基がカルボキシル基であるコアシェル型粒子。
  4. 請求項１から３のいずれかにおいて、
    前記疎水性高分子が生分解性高分子であるコアシェル型粒子。
  5. 請求項４において、
    前記生分解性高分子がポリ乳酸であるコアシェル型粒子。
  6. 請求項１から５のいずれかにおいて、
    平均粒子径が１００ｎｍ〜１０００ｎｍであるコアシェル型粒子。
  7. 請求項６において、
    平均粒子径が１００ｎｍ〜２００ｎｍであるコアシェル型粒子。
  8. 請求項６または７において、
    前記コア中の前記疎水性高分子が、疎水性物質をさらに内包しているコアシェル型粒子。
  9. 請求項１から５のいずれかにおいて、
    平均粒子径が５０ｎｍ未満であり、
    薬物輸送担体として用いられるコアシェル型粒子。
  10. 請求項９に記載したコアシェル型粒子と、
    前記コアシェル型粒子に担持された薬物と、
    を有する徐放性製剤。
  11. コアシェル型粒子の製造方法であって、
    前記コアシェル型粒子が、疎水性高分子を含むコアと、リン酸カルシウムを含むシェルとを有し、
    アニオン性基を備える疎水性高分子を含む水溶性有機溶液と、カルシウムイオンを含む溶液とを混合し第一混合液を得る工程と、
    前記第一混合液と、リン酸イオンを含む溶液とを混合して第二混合液を得る工程と、
    前記第二混合液を撹拌する工程と、
    を有し、
    前記カルシウムイオンを含む溶液中のカルシウムイオンの濃度が、２×１０ -3 ｍｏｌ／Ｌ以下であるコアシェル型粒子の製造方法。
  12. コアシェル型粒子の製造方法であって、
    前記コアシェル型粒子が、疎水性高分子を含むコアと、リン酸カルシウムを含むシェルとを有し、
    アニオン性基を備える疎水性高分子を含む水溶性有機溶液と、カルシウムイオンを含む溶液とを混合し第一混合液を得る工程と、
    前記第一混合液と、リン酸イオンを含む溶液とを混合して第二混合液を得る工程と、
    前記第二混合液を撹拌する工程と、
    を有し、
    前記第二混合液を撹拌する工程では、前記第二混合液をｐＨ９以上にした状態で撹拌するコアシェル型粒子の製造方法。
  13. 請求項１１または１２において、
    アニオン性基を備える疎水性高分子を含む水溶性有機溶液が、疎水性物質をさらに含むコアシェル型粒子の製造方法。
  14. 請求項１１から１３のいずれかにおいて、
    前記カルシウムイオンを含む溶液および前記リン酸イオンを含む溶液が水溶液であるコアシェル型粒子の製造方法。
  15. 請求項１１から１４のいずれかにおいて、
    前記カルシウムイオンを含む溶液中のカルシウムイオンの濃度が、１×１０-3ｍｏｌ／Ｌ〜２×１０-3ｍｏｌ／Ｌであるコアシェル型粒子の製造方法。
  16. 請求項１１から１５のいずれかにおいて、
    前記第二混合液を撹拌する工程では、前記第二混合液を７２時間以上撹拌するコアシェル型粒子の製造方法。
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