JP7132128B2 - 便秘の治療方法 - Google Patents

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Description

関連出願
本出願は、2016年4月25日に出願された米国仮特許出願第62/326,951号明細書の利益を主張する。上記出願の全教示は、参照により本明細書に組み込まれる。
慢性便秘は、排便回数の減少、硬い便及び便排泄困難を特徴とする一般的な障害である。西洋諸国にみる便秘の有病率は、27%に達すると推定されている(Jiang,C.ら、Acta Pharm.Sin.B 2015,5:300-309)。便秘は従来、繊維、浸透圧剤、刺激剤、例えばそれぞれ、サイリウム、ポリエチレングリコール、ビサコジルなどを用いて治療されてきた。慢性便秘を治療するための最近の治療法には、セロトニン作動薬、クロライドチャネル活性化薬及びプロバイオティクスの使用が挙げられる。さらに、オピオイド誘発性便秘の治療のための抗オピオイド薬が研究されている(Ryu,H.S;Suck,C.C.,Intest.Res.2015,1:297-305)。これらの新しい薬剤の多くは、全身投与される。
便秘を治療するための新しい薬剤、特に様々な原因による便秘に有効な薬剤が必要とされている。さらに、最小限の副作用で結腸内で局所的に作用する薬剤が特に望ましい。
本発明は、便秘の治療方法であって、それを必要とする対象に治療有効量の架橋カルボキシメチルセルロースを投与する工程を含む治療方法に関する。特定の実施形態では、架橋カルボキシメチルセルロースは、実質的に乾燥した形態で、好ましくは水と組み合わせて経口投与される。
一実施形態では、本発明の方法に使用される架橋カルボキシメチルセルロースは、高粘度カルボキシメチルセルロースを架橋することによって生成される。このような架橋カルボキシメチルセルロースは、本明細書にさらに記載されるように、高い弾性率及び高い吸収能の両方を有する。実際、本発明の架橋カルボキシメチルセルロースは、従来技術の架橋カルボキシメチルセルロースと比較して、弾性は著しく高いが、吸収特性は同等である。これは、弾性の増加が典型的には吸収特性の低下を伴うという点で驚くべきことである(Flory J.P.,“Principles of Polymer Chemistry”,Cornell University Press,Ithaca NY,(1953);Peppas L.B.and Harland R.S.in“Absorbent Polymer Technology”Ed by L.B.Peppas,Elsevier Pub.,Amsterdam(1990);F.L.Buchholz and N.A.Peppas Superabsorbent Polymers,Eds.,ACS Symposium Series 573,Washington,DC,4,p.50(1994))。
一実施形態では、架橋カルボキシメチルセルロースは、高粘度カルボキシメチルセルロースをクエン酸と架橋させる工程を含む方法によって生成される。該方法はさらに、この方法によって生成された架橋カルボキシメチルセルロースを提供する。好ましくは、高粘度カルボキシメチルセルロースは、カルボキシメチルセルロースの重量に対して約0.05重量%~約0.5重量%の量のクエン酸により架橋される。
一実施形態では、本発明の方法に使用される架橋カルボキシメチルセルロースは、(1)高粘度カルボキシメチルセルロース及びクエン酸の水溶液を調製する工程と、(2)場合により、例えば撹拌することによって溶液をかき混ぜる工程と、(3)溶液からカルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を単離する工程と、(4)少なくとも約80℃の温度でカルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を加熱し、それによりカルボキシメチルセルロースをクエン酸と架橋させる工程とを含む方法によって生成される。一実施形態では、工程(4)を実施する前に、カルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を粉砕する。一実施形態では、工程(4)でカルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を約80℃以上の温度に加熱する。該方法はさらに、(5)工程(4)の架橋カルボキシメチルセルロースを洗浄する工程と、(6)洗浄した架橋カルボキシメチルセルロースを粉砕する工程とを場合により含む。
カルボキシメチルセルロース及びクエン酸の水溶液は、好ましくは、カルボキシメチルセルロース及びクエン酸を水に加え、均質な溶液を生成するのに十分な時間にわたって、得られた混合物を例えば撹拌することによりかき混ぜることによって調製される。
高粘度カルボキシメチルセルロースは、好ましくは、水に対して少なくとも約1重量%、好ましくは少なくとも約2%、4%又は5%の濃度で工程(1)の溶液中に存在する。一実施形態では、カルボキシメチルセルロースの濃度は水に対して約6重量%である。特定の実施形態では、カルボキシメチルセルロースの濃度は、水に対して約2重量%~約10重量%、約4重量%~約8重量%、約4.5重量%~約7.5重量%、約5重量%~約7重量%又は約5.5重量%~約6.5重量%である。
クエン酸は、好ましくは、カルボキシメチルセルロースに対して約0.05重量%~約0.5重量%の濃度で工程(1)の溶液中に存在する。さらに好ましくは、クエン酸は、カルボキシメチルセルロースに対して約0.1重量%~0.5重量%、0.4重量%以下又は0.35重量%以下の濃度で存在する。一実施形態では、クエン酸は、カルボキシメチルセルロースに対して約0.15重量%~約0.4重量%、約0.15重量%~約0.35重量%、0.2重量%~約0.35重量%、約0.25重量%~約0.35重量%、又は約0.2重量%の濃度で工程(1)の溶液中に存在する。
一実施形態では、水溶液は、本質的に、例えばナトリウム塩としての高粘度カルボキシメチルセルロース、クエン酸及び水からなる。好ましい実施形態では、溶液は、本質的に、高粘度カルボキシメチルセルロースナトリウム、クエン酸及び水からなる。水は、好ましくは、蒸留水又は脱イオン水などの精製水である。この実施形態では、このプロセスは、pHに影響を及ぼす可能性のある他の薬剤が実質的に存在しない状態で実施される。
架橋反応は、好ましくは、実質的に触媒が存在しない状態で実施される。
特定の実施形態では、本発明の方法に使用される架橋カルボキシメチルセルロースは、本明細書に記載したように測定した場合、高い弾性率及び高い媒体取込み率を有するクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースを含む。架橋カルボキシメチルセルロースは、好ましくは、腸液の高いイオン強度から比較的影響を受けにくい。
図1は、クエン酸によるセルロース系ポリマーの架橋の提案された機構を示す。 図2は、例6に記載の時間の関数として、ヒドロゲルA及びヒドロゲルBを用いて実施した試験の透析液グルコース濃度を示すグラフである。 図3は、例7に記載のヒドロゲルA及びヒドロゲルBのカプセル崩壊後の媒体取込み率(MUR)対時間のグラフである。 図4は、例8に記載のヒドロゲルA及びヒドロゲルBの粘度対時間のグラフである。 図5は、例8に記載のヒドロゲルA及びヒドロゲルBの媒体取込み率対時間のグラフである。 図6は、例8に記載のヒドロゲルA及びヒドロゲルBのG’対時間のグラフである。
本発明は、それを必要とする対象の便秘を治療する方法であって、治療有効量の架橋カルボキシメチルセルロースを対象に投与することを含む方法を提供する。好ましくは、架橋カルボキシメチルセルロースは、本明細書に記載の方法に従って生成される。好ましくは、架橋カルボキシメチルセルロースは、高粘度カルボキシメチルセルロースを架橋することによって生成される。
高粘度カルボキシメチルセルロースは、共有結合架橋を生成する好適な多官能性、例えば二官能性の架橋剤を用いて化学的に架橋することができる。好適な架橋剤には、ポリカルボン酸、例えば、シュウ酸又はクエン酸、ジビニルスルホン(DVS)、アルデヒド、例えば、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド及びグルタルアルデヒド、ジグリシジルエーテル、ジイソシアネート、ジメチル尿素、エピクロロヒドリン、シュウ酸、塩化ホスホリル、トリメタホスファート、トリメチロメラミン及びポリアクロレインが挙げられる。カルボキシメチルセルロースはまた、生成物中に架橋剤が存在しない状態で、それ自体に架橋することができる。例えば、カルボキシメチルセルロースは、カルボジイミドなどのカルボキシ活性化剤の存在下で、又は熱処理によって架橋することができる。カルボキシメチルセルロースをイオン架橋又は物理的に架橋することも可能である。
好ましくは、高粘度カルボキシメチルセルロースはクエン酸により架橋される。
一実施形態では、架橋カルボキシメチルセルロースを生成する方法は、(1)高粘度カルボキシメチルセルロース及びクエン酸の水溶液を調製する工程と、(2)場合により、溶液をかき混ぜる工程と、(3)溶液からカルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を単離する工程と、(4)少なくとも約80℃の温度でカルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を加熱し、それにより架橋カルボキシメチルセルロースを生成する工程とを含む。一実施形態では、工程(4)を実施する前に、カルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を粉砕し、場合により篩分けして所望の粒径範囲の粒子を得る。一実施形態では、工程(4)の架橋カルボキシメチルセルロース生成物を洗浄し、例えばグラインディング又はミリングによって粉砕し、場合により篩分けする。特定の実施形態では、工程(4)を実施する前に、カルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を粉砕し、場合により篩分けして所望の粒径範囲の粒子を得る。また、工程(4)の架橋カルボキシメチルセルロース生成物を粉砕して架橋カルボキシメチルセルロース粒子を生成し、場合により粒子を篩分けする。
カルボキシメチルセルロースは、好ましくは、水に対して少なくとも約1重量%、好ましくは少なくとも約2%、4%又は5%の濃度で工程(1)の溶液中に存在する。一実施形態では、カルボキシメチルセルロースの濃度は水に対して約6重量%である。特定の実施形態では、カルボキシメチルセルロースの濃度は、水に対して約2重量%~約10重量%、約4重量%~約8重量%、約4.5重量%~約7.5重量%、約5重量%~約7重量%又は約5.5重量%~約6.5重量%である。
クエン酸は、好ましくは、カルボキシメチルセルロースに対して約0.05重量%~約0.5重量%の濃度で工程(1)の溶液中に存在する。好ましくは、クエン酸は、カルボキシメチルセルロースに対して約0.4重量%以下又は0.35重量%以下の濃度で存在する。一実施形態では、クエン酸は、カルボキシメチルセルロースに対して約0.1重量%~約0.5重量%、0.15重量%~約0.4重量%、約0.15重量%~約0.35重量%、0.2重量%~約0.35重量%、約0.25重量%~約0.35重量%、又は約0.2重量%の濃度で工程(1)の溶液中に存在する。
カルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体は、得られた架橋カルボキシメチルセルロースの吸収特性の実質的な劣化を回避する任意の方法によって、溶液から単離することができる。そのような方法の例には、蒸発乾燥、凍結乾燥、沈殿、遠心分離、噴霧乾燥、臨界点乾燥などが挙げられる。
約10℃~約100℃、好ましくは約45℃~約80℃の範囲内の温度での蒸発乾燥によって、カルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を単離するのが好ましい。特定の実施形態では、約80℃以上、例えば80℃~100℃の初期温度で乾燥を実施して、溶液体積を実質的に減少させ、その後、温度を80℃未満に下げて、乾燥を完了する。例えば、溶液を最初に85℃で乾燥させ、次に温度を50℃に下げて乾燥を完了させることができる。当然ながら、溶液を圧力下に置くと、さらに高い温度を用いることができる。溶液を真空下に置くと、さらに低い温度を使用することができる。好ましい一実施形態では、約65~75℃又は約70℃の温度で蒸発乾燥を実施する。
加熱によって溶液を乾燥させる本発明の方法の実施形態では、好ましくは温度変化を伴う単一の工程に、カルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を単離する工程及び複合体を架橋する工程を組み合わせることができる。
本発明の方法に用いることができる複合体の他の単離方法には、沈殿剤(非溶媒)、例えばメタノール、エタノール又はアセトンを水溶液に加えて溶液から複合体を沈殿させる沈殿が挙げられる。次いで、濾過によって複合体を回収することができる。沈殿を用いて複合体を回収する場合、場合により複合体を水で洗浄して沈殿剤を除去する。
噴霧乾燥による蒸発乾燥を用いる場合、架橋工程の前に粒子、フレーク又は顆粒の形態で複合体を回収してもよい。
一実施形態では、架橋カルボキシメチルセルロースは、(1)高粘度カルボキシメチルセルロース及びクエン酸の水溶液を調製する工程と、(2)溶液をかき混ぜる工程と、(3)溶液を加熱して水を除去し、カルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を生成する工程と、(3a)カルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を粉砕して複合体粒子を生成する工程と、(4)少なくとも約80℃の温度で複合体粒子を加熱し、それによりカルボキシメチルセルロースをクエン酸と架橋させ、架橋カルボキシメチルセルロースを形成する工程と、(5)架橋カルボキシメチルセルロースを洗浄する工程と、(6)洗浄した架橋カルボキシメチルセルロースを乾燥させる工程と、場合により、(7)架橋カルボキシメチルセルロースを粉砕して架橋カルボキシメチルセルロース粒子を生成する工程とを含む方法によって生成される。工程(3a)及び(7)のいずれか又は両方で生成された粒子を篩分けして、特定の粒径範囲内の粒子の試料を得ることができる。
架橋カルボキシメチルセルロースを生成する1つの好ましい方法は、以下の工程を含む:(1)高粘度カルボキシメチルセルロースナトリウム及びクエン酸を精製水に溶解して、水の重量に対して約5重量%~約7重量%、好ましくは約6重量%のカルボキシメチルセルロースナトリウムと、カルボキシメチルセルロースナトリウムの重量に対して約0.15重量%~約0.40重量%、約0.15重量%~約0.35重量%、約0.15重量%~約0.25重量%、又は約0.2重量%の量のクエン酸とから本質的になる溶液を生成する工程と、(2)約40℃~約70℃又は40℃~約80℃、好ましくは約70℃の温度に溶液を維持して、水を蒸発させ、カルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を形成する工程と、(3)カルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を粉砕して複合体粒子を形成する工程と、(4)所望の架橋度を達成し、架橋カルボキシメチルセルロースを形成するのに十分な時間にわたって、約80℃~約150℃又は約100℃~約150℃、約115℃~約125℃、好ましくは約120℃の温度に複合体粒子を維持する工程。該方法は、場合により、精製水、好ましくは、架橋カルボキシメチルセルロースの質量の100~200倍量、好ましくは架橋カルボキシメチルセルロースの質量の約150倍量の精製水で架橋カルボキシメチルセルロースを洗浄する工程(5)、好ましくは約40℃~約70℃又は40℃~約80℃、さらに好ましくは約70℃の高温で、洗浄した架橋カルボキシメチルセルロースを乾燥させる工程(6)及び乾燥した架橋カルボキシメチルセルロースを粉砕する工程(7)のうち1つ以上をさらに含むことができる。一実施形態では、100μm~1000μmの粒径範囲、好ましくは400~800μmの範囲の平均粒径になるように、得られた粒子を篩分けする。
別の特に好ましい実施形態では、架橋カルボキシメチルセルロースは、(a)(a)高粘度カルボキシメチルセルロースナトリウム、クエン酸及び水から本質的になる水溶液を提供する工程と、(b)水溶液を撹拌する工程と、(c)例えば約40℃~約70℃又は40℃~約80℃、好ましくは約70℃の温度に溶液を維持することによって水を蒸発させて、カルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を形成する工程と、(d)複合体を粉砕して複合体粒子を形成する工程と、(e)少なくとも約80℃又は100℃、例えば100℃~180℃、100℃~150℃、110℃~130℃、約115℃~約125℃又は約120℃の温度に複合体粒子を加熱し、それによりカルボキシメチルセルロースを架橋し、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースを形成する工程とを含む方法によって生成される。
工程(e)の生成物を場合により粉砕して、場合により篩分けした粒子を生成する。他の実施形態では、工程(e)の生成物を洗浄し、乾燥させ、次いで粉砕して、場合により篩分けした粒子を生成する。一実施形態では、架橋カルボキシメチルセルロースは、1μm~2000μm、好ましくは10μm~2000μm、さらに好ましくは100μm~1000μmの粒径範囲の粒子から実質的になる。架橋カルボキシメチルセルロースの試料は、試料中の50質量%超の粒子が特定の粒径範囲にある場合、その特定の粒径範囲の粒子から実質的になる。好ましくは、試料では、少なくとも50質量%、60質量%、70質量%、80質量%、90質量%又は95質量%の粒子が特定の粒径範囲にある。さらに好ましくは、試料では、少なくとも90又は95質量%の粒子が100μm~1000μmの粒径範囲にあり、好ましくは平均粒径が400μm~800μmの範囲にある。
高粘度カルボキシメチルセルロースナトリウムは、好ましくは、溶液を調製するのに使用される水の重量に対して4重量%以上、好ましくは約4重量%~約8重量%、5重量%~約7重量%、5.5重量%~約6.5重量%又は約6重量%の濃度で工程(a)の水溶液中に存在する。好ましくは、クエン酸は、セルロース誘導体の重量に対して約0.5重量%以下、さらに好ましくは約0.35重量%以下又は約0.3重量%以下の濃度で溶液中に存在する。好ましくは、クエン酸の濃度は、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩に対して約0.15重量%~約0.35重量%、好ましくは約0.2重量%~約0.35重量%、0.15重量%~約0.3重量%、0.15重量%~0.25重量%又は約0.2重量%である。
架橋カルボキシメチルセルロースを生成する方法の任意の実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースは、好ましくは、水の重量に対して約5~約7%、好ましくは約6%の濃度で水溶液中に存在し、クエン酸は、カルボキシメチルセルロースの重量に対して0.1~0.4重量%、好ましくは0.15~0.3重量%の濃度で存在する。
特定の実施形態では、水溶液を乾燥させて複合体をシートとして形成し、これを粉砕して複合体粒子を形成する。好ましくは、複合体粒子は、約10μm~約2000μm、さらに好ましくは約100μm~約2000μm又は約100μm~約1600μmの最大寸法を有し、平均粒径は300μm~600μmである。複合体粒子を場合により篩分けして、所望の粒径範囲の粒子を提供する。
好ましい実施形態では、水を除去する前に、水溶液をトレイに入れる。加熱は、好ましくは好適なオーブン又は真空オーブン内で行われる。
例えば、グラインディング、ミリング又は断片化によって複合体を粉砕して複合体粒子を形成することができ、粒子を高温で維持し、それによって架橋を達成し、架橋カルボキシメチルセルロース粒子を生成する。
架橋カルボキシメチルセルロースの生成方法は、架橋カルボキシメチルセルロースを洗浄する工程、例えば、水、極性有機溶媒などの極性溶媒、例えば、メタノール又はエタノールなどのアルコール、又はそれらの組合せで架橋カルボキシメチルセルロースを洗浄する工程をさらに含むことができる。
好ましい実施形態では、架橋ポリマーの量の50~250倍量(重量/重量)の精製水で架橋カルボキシメチルセルロースを洗浄する。特定の実施形態では、精製水の量は、架橋ポリマーの量の100~200倍(重量/重量)である。特定の実施形態では、精製水の量は、架橋ポリマーの量の約150倍(重量/重量)である。
洗浄した架橋カルボキシメチルセルロースをさらに乾燥させて、大部分又は実質的に全部の水を除去することができる。好ましくは、約25重量%以下、好ましくは約20%、約15%又は約10%以下の含水量まで架橋カルボキシメチルセルロースを乾燥させる。特定の実施形態では、乾燥した架橋カルボキシメチルセルロースの含水量は、約5重量%以下である。
一実施形態では、乾燥工程は、転相として知られているプロセスである、セルロース非溶媒中に完全に膨潤した架橋カルボキシメチルセルロースを浸漬することによって行われる。この用語が本明細書で使用される場合、「セルロース非溶媒」とは、カルボキシメチルセルロースを溶解せず、架橋カルボキシメチルセルロースを膨潤させないが、好ましくは水と混和性である液体化合物である。好適なセルロース非溶媒には、例えば、アセトン、メタノール、エタノール、イソプロパノール及びトルエンが挙げられる。非溶媒中に浸漬した後、真空及び/又は加熱によって、架橋カルボキシメチルセルロースから残留非溶媒を除去することができる。
他の実施形態では、転相によって架橋カルボキシメチルセルロースを乾燥させない。好ましくは、空気乾燥、真空乾燥、凍結乾燥、又は高温、例えばオーブンもしくは真空オーブン内での乾燥によって、洗浄した架橋カルボキシメチルセルロースを乾燥させる。これらの乾燥方法は、単独で又は組み合わせて使用することができる。オーブン乾燥は、水又は残留非溶媒が完全に除去されるまで、例えば約30~80℃の温度で行うことができる。次いで、洗浄し乾燥した架橋カルボキシメチルセルロースをそのまま使用するか、粉砕し、場合により篩分けして所望のサイズの架橋カルボキシメチルセルロース粒子を生成することができる。
カルボキシメチルセルロース及びクエン酸の水溶液は、カルボキシメチルセルロース誘導体が水に溶解する任意の温度で形成することができる。一般に、そのような温度は約10℃~約100℃の範囲内にある。好ましくは、実質的に室温で、例えば20℃~30℃又は約25℃で溶液を調製する。
架橋カルボキシメチルセルロースを生成する方法の任意の実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロース及びクエン酸の水溶液のpHが、約5~約9、約5~約8、約6~8、約6~約7、約6.5~約7.5又は約5.5~約7であることが好ましい。さらに好ましくは、溶液のpHは6~7である。
理論に束縛されることなく、水溶液から単離されたカルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体は、化学的架橋に適しており、鎖間の絡み合いにより改善された吸収特性を有する架橋カルボキシメチルセルロースを形成すると考えられている。理論に束縛されることなく、可溶化は、さらに緊密な網目構造ならびにカルボキシメチルセルロースとクエン酸との間のカルボキシル基及びヒドロキシル基の好ましい分布を生じる分子の絡み合いをもたらすと考えられている。したがって、カルボキシメチルセルロース鎖の絡み合いが増大すると、熱処理時にさらに均一な架橋がもたらされ、ひいては、さらに大きな媒体取込み能力ならびに著しく改善された機械的及びレオロジー特性を有する高吸収性架橋カルボキシメチルセルロースがもたらされる。
カルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を粉砕する工程を含む架橋カルボキシメチルセルロースの生成方法では、得られた複合体粒子は、好ましくは、約5μm~約2,000μmの範囲内、好ましくは約100μm~約1,000μmの範囲内の最大断面径又は最大寸法を有し、さらに好ましくは平均粒子断面径は約300μm~約800μmである。
理論に束縛されることなく、架橋前に複合体を粉砕する工程は、架橋反応の開始前に架橋部位の均質な分布ならびに水分蒸発の向上をもたらし、高い保存弾性率(G’)及び均一な化学的安定化を有する材料をもたらし、反応の程度を増大させると考えられている。
好ましくは、少なくとも約80℃の温度に、単離されたカルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体又はその粒子を加熱して、カルボキシメチルセルロースを架橋する。本発明の使用には、カルボキシメチルセルロースに望ましくない損傷を与えることなく、所望の程度の架橋を達成する温度と時間とを任意に組み合わせることが適している。好ましくは、80℃以上、例えば100℃以上の温度に複合体を加熱する。特定の実施形態では、温度は、約100℃~約250℃、好ましくは約100℃~約200℃、さらに好ましくは約110℃~約150℃の範囲内である。特に好ましい実施形態では、110~130℃又は約120℃に複合体を加熱する。一般に、熱処理プロセスは、約1分~約600分、好ましくは約1分~約300分、さらに好ましくは約175分~約300分、又は約200~250分の範囲内の時間に及ぶ。好ましい実施形態では、約120℃で200~250分間又は約225分間加熱することによって複合体を架橋する。
本発明の方法のカルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体の熱処理は、クエン酸を介してカルボキシメチルセルロース鎖を架橋させ、水不溶性にする。この熱処理プロセスは、弾性率と、水性液体、特に塩分が高くpHが低い胃液を吸収する能力とを有するクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースを生成することが望ましい。
本明細書で使用される場合、用語「カルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体」又は「複合体」は、カルボキシメチルセルロース及びクエン酸の混合物を含む実質的に乾燥した材料を指す。この複合体が高粘度カルボキシメチルセルロース及びクエン酸の水溶液の蒸発乾燥によって生成される実施形態では、複合体は水の除去後に残る実質的に乾燥した残留物である。複合体は、ある程度の結合水を保持することができ、例えば、5、10、又は20重量%までの含水量であり得る。好ましくは、複合体は約10重量%以下の含水量である。
理論に束縛されることなく、本明細書に開示する架橋カルボキシメチルセルロースの調製は、カルボキシメチルセルロースとクエン酸との共有結合架橋を介して進展すると考えられている。図1は、可溶性セルロース誘導体、例えばカルボキシメチルセルロースとクエン酸との架橋を示す。この機構では、中性pH及び高温で極めて少量の水の存在下で無水物形成によってクエン酸のC1-カルボキシル基を活性化させ、触媒が存在しない状態でセルロース系ヒドロキシル基と反応させて、エステルを形成する。次いで、無水物形成によってC5カルボキシル基を活性化させ、別のセルロース系ポリマー鎖のヒドロキシル基と反応させて分子間共有結合架橋を形成するか、同じ鎖と反応させて分子内共有結合架橋を形成する。これは生成物としての水との平衡反応であるため、安定化手順中に除去される水が多いほど、達成され得る転化の程度が高くなる。したがって、カルボキシメチルセルロース/クエン酸溶液から水を除去して架橋前にカルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体を形成させることは、無水物形成/エステル化反応を起こさせるのに必要である。
本明細書で使用される場合、用語「カルボキシメチルセルロース」(CMC)は、塩としての、又は酸形態と塩との組合せとしての酸形態のカルボキシメチルセルロース(セルロースカルボキシメチルエーテル)を指す。好ましい塩形態は、カルボキシメチルセルロースナトリウム及びカルボキシメチルセルロースカリウムを含む。特に好ましい実施形態では、カルボキシメチルセルロースは、ナトリウム塩(NaCMC)として溶液中に存在する。
カルボキシメチルセルロースの製造方法は、当業者に公知である。好適には、綿又は木材パルプなどのセルロース系材料が提供される。セルロース系材料は、繊維又は微粒子状に粉砕された繊維の形態であってよい。セルロース系材料をアルコールなどの不活性溶媒中に分散させ、分散液にカルボキシアルキル化剤を加える。カルボキシアルキル化剤は、一般にモノクロロ酢酸などのクロロアルカン酸及び水酸化ナトリウムを含む。カルボキシメチルセルロース及び水の溶液が直接形成されるように、出発セルロースのカルボキシメチル化を行うことが可能である。すなわち、カルボキシメチル化プロセスは、カルボキシメチルセルロースの形成時に水中で可溶化されるように、水性媒体中で行ってもよい。このように、カルボキシメチルセルロースの形成と、カルボキシメチルセルロース及び水の溶液の形成との間に回収工程は必要とされない。
特定の実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースは、綿由来のセルロースから調製される。他の実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースは、綿及び木材パルプの両方に由来するセルロースから調製される。
本明細書で使用される場合、用語「高粘度カルボキシメチルセルロース」は、典型的にはナトリウム塩としてのカルボキシメチルセルロースを指し、これは、少なくとも6000cpsの粘度を有する1%(重量/重量)水溶液を形成する。粘度は、ASTM D1439-03(2008)e1(ASTM International、West Conshohocken、PA(2008)、その全体が参照により本明細書に組み込まれる)に従う例5に記載の方法に従って測定される。好ましい実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースは、多分散指数が低く、例えば多分散指数が約8以下である。
本発明の任意の実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースは、好ましくは、25℃で少なくとも約6000、7000、7500又は8000cpsの粘度を有する1%(重量/重量)水溶液を形成する。特定の実施形態では、カルボキシメチルセルロースは、25℃で6000~約10000cps又は約6000~11000cpsの粘度を有する1%(重量/重量)水溶液を形成する。特定の実施形態では、カルボキシメチルセルロースは、25℃で約6000~約9500cps又は約7000~9500cpsの粘度を有する1%(重量/重量)水溶液を形成する。別の実施形態では、カルボキシメチルセルロースは、25℃で約7000~約9200cps又は約7500~9000cpsの粘度を有する1%(重量/重量)水溶液を形成する。さらに別の実施形態では、カルボキシメチルセルロースは、25℃で約8000~約9300cps、又は約9000cpsの粘度を有する1%(重量/重量)水溶液を形成する。好ましくは、カルボキシメチルセルロースは、ナトリウム塩の形態である。好ましい実施形態では、カルボキシメチルセルロースは、約7800cps以上、例えば約7800~11000cps又は約8000cps~約11000cpsの粘度を有する1%(重量/重量)水溶液を形成するカルボキシメチルセルロースナトリウムである。好ましい実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースは、約8以下、好ましくは約7以下又は6以下の多分散指数(Mw/Mn)をさらに有する。一実施形態では、多分散指数は、約3~約8、約3~約7、約3~約6.5、約3.0~約6、約3.5~約8、約3.5~約7、約3.5~約6.5、約3.5~約6、約4~約8、約4~約7、約4~約6.5、約4~約6、約4.5~約8、約4.5~約7、約4.5~約6.5、約4.5~約6、約5~約8、約5~約7.5、約5~約7、約5~約6.5又は約5~約6である。
本明細書で使用される場合、カルボキシメチルセルロースに関連する用語「多分散指数」は、例10に記載の手順を使用して測定される多分散指数を指す。
高粘度カルボキシメチルセルロース又はその塩は、好ましくは、約0.3~約1.5、さらに好ましくは約0.4~約1.2の平均置換度を有する。特に好ましい実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースは、約0.60~約0.95、0.65~0.95、0.65~0.90、0.70~0.80、0.72~0.78又は0.73~0.75の置換度を有する。置換度とは、セルロース系材料の無水グルコース単位に存在するカルボキシル基の平均数を指す。約0.3~約1.5の範囲内の平均置換度を有するカルボキシメチルセルロースは、一般に水溶性である。本明細書で使用される場合、カルボキシメチルセルロースは、それが水に溶解して真溶液を形成する場合、「水溶性」であると考えられる。
特定の実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースは、約7600cps以上、例えば約7800~15000cps、約7800~約11000cps、約8000~約15000cps又は約8000cps~約11000cpsの粘度を有する1%(重量/重量)水溶液を形成し、約3~約8、約3~約7、約3~約6.5、約3~約6、約3.5~約8、約3.5~約7、約3.5~約6.5、約3.5~約6、約4~約8、約4~約7、約4~約6.5、約4~約6、約4.5~約8、約4.5~約7、約4.5~約6.5、約4.5~約6、約5~約8、約5~約7.5、約5~約7、約5~約6.5又は約5~約6の多分散指数を有するカルボキシメチルセルロースナトリウムである。特定の実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースナトリウムは、0.65~0.90、0.70~0.80、0.72~0.78又は0.73~0.75の置換度をさらに有する。
特に好ましい実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースナトリウムは、25℃で約8000cps~約11000cpsの粘度を有する1%(重量/重量)水溶液を形成し、0.65~0.90又は0.70~0.80の置換度及び約4.5~約6.5の多分散度を有する。
特定の実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースは、例10に記載したように測定した場合、少なくとも2800kDaの重量平均分子量(Mw)を有する。好ましくは、Mwは、少なくとも約2900kDa、又は少なくとも約3000kDa、又は約2800kDa~約3500kDaである。
本発明の方法に使用されるカルボキシメチルセルロース及びクエン酸は、好ましくはそれぞれ、食品グレード又は医薬品グレードの材料である。例えば、カルボキシメチルセルロース及びクエン酸はいずれも食品添加物及び医薬賦形剤として使用されるため、これらの用途に適した形態で入手可能である。
本発明のプロセスに使用するのに適したカルボキシメチルセルロースナトリウム塩は、Ashland Inc.から販売されているAQUALON(商標)7H4FMである。
本明細書に記載の便秘の治療方法に有用な架橋カルボキシメチルセルロースは、例えば、本発明の方法を用いて、高粘度カルボキシメチルセルロースを好適な架橋剤、例えばクエン酸と架橋させることによって調製することができる。架橋剤としてクエン酸を用いて調製された架橋カルボキシメチルセルロースが好ましく、本明細書では「クエン酸架橋カルボキシメチルセルロース」と呼ばれる。
特定の実施形態では、本明細書に記載の方法によって生成されたクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、顕著な吸収特性を保持しながら、他の方法を用いて生成されたカルボキシメチルセルロースヒドロゲルよりも大きな弾性率を有するヒドロゲルを形成する。好ましい実施形態では、本発明のクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、以下に示すようなG’及びMURを有する。さらに好ましい実施形態では、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、以下に示すようなタップ密度をさらに有する。
本明細書に開示された方法は、物理的及び化学的架橋の両方を組み合わせ、良好な機械的特性、乾燥及び膨潤形態での長期安定性ならびに良好な保持能力及び生体適合性を有するクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースを生成する。本発明の架橋カルボキシメチルセルロースは、良好な媒体取込み特性、高いタップ密度、高い弾性率、及び費用効率の高い生成を示す。さらに、架橋カルボキシメチルセルロースは、体液中の迅速な媒体取込み動態を有する。
任意の実施形態では、本発明の方法に使用されるクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、好ましくは、蒸留水中の媒体取込み率が少なくとも約20、約30、約40、約50、約60、約70、約80、約90又は約100である。例えば、特定の実施形態では、本発明のクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、蒸留水中の媒体取込み率が約20~約1000、約35~約750、約50~約500、約50~約250、約50~約150である。特定の実施形態では、本発明のクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、蒸留水中の媒体取込み率が約20、30、40、50、60、70、80、90又は100~約120、150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000以上であるか、これらの下限のいずれか1つ及びこれらの上限のいずれか1つによって限定される任意の範囲内である。
特定の実施形態では、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、1つ以上の体液、例えば、血液、血漿、尿、腸液又は胃液のそれらの乾燥重量の少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90又は100倍の量を吸収することができる。クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースの体液吸収能力は、1例以上の対象から得られた体液試料又は模擬尿もしくは胃液などの模擬体液を用いた試験を含む従来の手段を用いて試験することができる。
任意の実施形態では、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、好ましくは、顕著な量のSGF/水(1:8)を吸収することができる。いくつかの実施形態では、本発明のクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、SGF/水(1:8)中で少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100又は150の媒体取込み率を有する。いくつかの実施形態では、本発明のクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、SGF/水(1:8)中で10~300、20~250、30~200、50~180、50~150、50~100又は50~80の媒体取込み率を有する。好ましい実施形態では、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、SGF/水(1:8)中で約40以上又は50以上、例えば約50~約110、約55~約100、約60~約95、約60~約90、約60~約85、約50~約120、約60~約100又は約70~約100の媒体取込み率を有する。
好ましくは、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、例5に記載の方法に従って測定した場合、SGF/水(1:8)中で膨潤させた際に、少なくとも1500Pa、2000Pa、2200Pa、2500Pa又は2700PaのG’を有する。特定の実施形態では、本発明のクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、SGF/水(1:8)中で膨潤させた際に、少なくとも約2800PaのG’を有する。特定の実施形態では、本発明のクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、SGF/水(1:8)中で膨潤させた際に、約1800Pa~約4000Pa、約2000Pa~約3500Pa、約2100Pa~約3400Pa又は約2500Pa~約3500PaのG’を有する。
クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、実質的に乾燥した形態又はキセロゲルの形態では、ガラス状であるが非晶質又はガラス質材料であることが好ましい。クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、好ましくは少なくとも約0.45g/mLのタップ密度を有する。さらに好ましい実施形態では、タップ密度は、例5に記載したように測定した場合、約0.50~約0.8g/mL又は約0.55~約0.8g/mLである。好ましい実施形態では、タップ密度は、約0.6g/mL以上、例えば約0.6g/mL~約0.8g/mLである。特定の実施形態では、タップ密度は、約0.65g/mL~約0.75g/mLである。
本発明の方法に使用されるクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、様々な程度の水和を有する架橋ポリマーを含む。例えば、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、キセロゲルなどの実質的に乾燥状態もしくは無水状態又は約0重量%~約5重量%もしくは約10重量%までのクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースが水もしくは水性流体である状態から、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースが最大量の水又は水性流体を吸収した状態までを含め、相当量の水又は水性流体を含む状態までの範囲の水和状態で提供することができる。特定の実施形態では、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、25重量%以下、20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下又は5重量%以下の含水量を有する。好ましくは、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、例5の方法に従って測定した場合、約10重量%未満、さらに好ましくは約6%以下又は約5%以下の含水量を有する。
特定の実施形態では、本発明の便秘の治療方法に使用されるクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、少なくとも95質量%が100μm~1000μmの範囲にあり、平均粒径が400~800μmの範囲にある粒子の形態であり、乾燥減量が10%(重量/重量)以下であれば、以下に記載するようなG’、媒体取込み率及びタップ密度を有する。そのような架橋カルボキシメチルセルロースは、例えば、本明細書に開示される方法に従って調製することができる。
(A)G’:少なくとも約1500Pa、1800Pa、2000Pa、2200Pa、2500Pa又は2700Pa。特定の実施形態では、本発明の架橋カルボキシメチルセルロースは、SGF/水(1:8)中で膨潤させた際に、少なくとも約2800PaのG’を有する。特定の実施形態では、本発明の架橋カルボキシメチルセルロースは、SGF/水(1:8)中で膨潤させた際に、約1800Pa~約3000Pa、約2000Pa~約4000Pa、約2100Pa~約3500Pa、約2100Pa~約3400Pa又は約2500Pa~約3500PaのG’を有する。
(B)SGF/水(1:8)中の媒体取込み率(MUR):少なくとも約50、好ましくは少なくとも約60。特定の実施形態では、架橋カルボキシメチルセルロースは、約50~約110、約55~約100、約60~約95、約60~約90又は約60~約85のMURを有する。
(C)タップ密度:少なくとも0.5g/mL、好ましくは約0.55g/mL~約0.9g/mL。好ましい実施形態では、タップ密度は、約0.6g/mL以上、例えば、約0.6g/mL~約0.8g/mL、約6.5g/mL~約7.5g/mL又は約0.6g/mL~約0.7g/mLである。
特定の実施形態では、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、少なくとも95質量%が100μm~1000μmの範囲にあり、平均粒径が400~800μmの範囲にある粒子の形態であり、乾燥減量が10%(重量/重量)以下であれば、下記のようなG’及び媒体取込み率を有する。
(A)約1200Pa~約2000PaのG’及び少なくとも約90の媒体取込み率、
(B)約1400Pa~約2500PaのG’及び約80~89の媒体取込み率、
(C)約1600Pa~約3000PaのG’及び約70~79の媒体取込み率、
(D)約1900Pa~約3500PaのG’及び約60~69の媒体取込み率、
(E)約2200Pa~約4000PaのG’及び約50~59の媒体取込み率又は
(F)約2600~約5000PaのG’及び約40~49の媒体取込み率。
これらの実施形態では、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、場合により、少なくとも0.5g/mL、好ましくは約0.55g/mL~約0.9g/mLのタップ密度をさらに有する。好ましい実施形態では、タップ密度は、約0.6g/mL以上、例えば、約0.6g/mL~約0.8g/mL、約6.5g/mL~約7.5g/mL又は約0.6g/mL~約0.7g/mLである。
典型的であるが非限定的な実施形態では、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、少なくとも約2100PaのG’及び少なくとも約80の媒体取込み率を有するか、少なくとも約2700PaのG’及び少なくとも約70の媒体取込み率を有する。
特に記載のない限り、本明細書に記載のG’、MUR及びタップ密度の測定はいずれも、(1)乾燥減量が10%(重量/重量)以下であり、(2)少なくとも95質量%が100μm~1000μmの粒径範囲にあり、平均粒径が400~800μmの範囲にある微粒子の形態であるクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースの試料に対して行われる。
本明細書で使用される場合、用語「模擬胃液/水(1:8)」及び同等の用語「SGF/水(1:8)」は、例4に記載の方法に従って調製された溶液を指す。
本明細書で使用される場合、架橋ポリマーの「媒体取込み率」又は「MUR」とは、以下の式による、架橋ポリマーが特定の水性媒体を吸収する能力の尺度である:
MUR=(W膨潤-W乾燥)/W乾燥
式中、W乾燥は初期乾燥架橋ポリマー試料の重量であり、W膨潤は平衡膨潤時の架橋ポリマーの重量である。特に記載のない限り、本明細書での媒体取込み率又はMURへの言及は、例5に記載の方法に従ってSGF/水(1:8)に対して得られた値を指す。本明細書に報告されるMUR値の単位はg/gであることが理解されるべきである。
本明細書で使用される場合、「弾性率」又はG’は、例5に記載の方法に従って、SGF/水(1:8)中で膨潤させた架橋ポリマーについて測定される。
本明細書で使用される場合、試料の「タップ密度」は、例5に記載の方法に従って測定される。
本明細書で使用される場合、試料の「含水量」又は「乾燥減量」は、例5に記載の方法に従って測定される。
一実施形態では、本発明は、それを必要とする対象の便秘を治療する方法であって、好ましくは経口投与によって、例えば、ヒトを含む哺乳動物などの対象に、場合により一定量の水を摂取させることと組み合わせて架橋カルボキシメチルセルロースを嚥下させることによって、本明細書に記載の架橋カルボキシメチルセルロースの有効量を対象の胃に投与する工程を含む方法を提供する。水又は水性の胃内容物に接触すると、架橋カルボキシメチルセルロースは膨潤し、胃の容積を占める。クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、食べる前に、又は食物と組み合わせて、例えばクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースと食物との混合物として対象によって摂取され得る。
対象は、例えば、慢性又は急性便秘に罹患しているヒト対象であり得る。例えば、対象は、慢性特発性便秘(機能性慢性便秘)、便秘型過敏性腸症候群(IBS-C)、オピオイド誘発性便秘(OIC)又は妊娠、投薬もしくは神経障害による便秘に罹患している可能性がある。好ましい実施形態では、対象は、慢性特発性便秘(CIC)又は便秘型過敏性腸症候群(IBS-C)に罹患しているヒトである。機能性慢性便秘及び過敏性腸症候群の診断は、例えば、Drossman,D.A.らのRome III:The Functional Gastrointestinal Disorders、第3版、Degnan Assoc.2006に記載された基準に従って行うことができる。
クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、水と組み合わせて対象に経口投与することが好ましい。投与される水の量は、好ましくは、対象の胃の中で架橋カルボキシメチルセルロースを膨潤させるのに有効な量である。一実施形態では、架橋カルボキシメチルセルロース1グラム当たり少なくとも約100mL又は少なくとも約150mLの水が投与される。特定の実施形態では、投与される水の量は、架橋カルボキシメチルセルロース1グラム当たり約150mL~約250mLである。特定の実施形態では、投与される水の量は、架橋カルボキシメチルセルロース1グラム当たり少なくとも約175mLである。他の実施形態では、投与される水の量は、架橋カルボキシメチルセルロース1グラム当たり少なくとも約200mLである。特定の実施形態では、投与される水の量は、少なくとも約400mLである。特定の実施形態では、投与される水の量は、少なくとも約450mL、475mL又は500mL~550mLである。水は、架橋カルボキシメチルセルロースと同時投与するか、架橋カルボキシメチルセルロースの投与後に投与することができる。
一実施形態では、1回用量当たり、架橋カルボキシメチルセルロース約0.5g~約5g、好ましくは約1.0g~約4.0g、約1.2~約3.5、約1.2~約2.5又は約1.4~約2.1gが投与される。
一実施形態では、架橋カルボキシメチルセルロース及び場合により水が、食事の前に、又は食事とともに、例えば食事の最大2時間前、1時間前又は0.5時間前に投与される。
一実施形態では、架橋カルボキシメチルセルロースは、例えば、朝及び夜に、又は必要に応じてさらに多い又は少ない頻度で、1日2回投与される。
架橋カルボキシメチルセルロースは、単独で、液体もしくは乾燥食品と混合して、又は食品もしくは食用マトリックスの成分として、乾燥した、部分的に膨潤した、もしくは完全に膨潤した状態で摂取することができるが、好ましくは、その流体容量よりも著しく低い水和状態で摂取され、さらに好ましくはクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、実質的に無水状態、すなわち含水量が約10重量%以下の状態で摂取される。架橋カルボキシメチルセルロースは、カプセル、サシェ又は錠剤又は懸濁液の状態で経口投与するために製剤化することができる。実質的に無水形態で水と組み合わせて投与すると、架橋カルボキシメチルセルロースは胃の中で膨潤し、水分の損失により崩壊し、小腸に移動し、そこで再び膨潤する。次いで、膨潤した架橋カルボキシメチルセルロースは、大腸へと移動し、そこで分解され、吸収した水を放出し、身体から排泄される。
特定の実施形態では、架橋カルボキシメチルセルロースは、第2の便秘治療剤、例えば、浸透圧下剤、便軟化剤、リナクロチドなどのグアニル酸シクラーゼCアゴニスト、又はオピオイド誘発性便秘治療剤、例えば、メチルナルトレキソン、ルビプロストンもしくはナロキセゴールと組み合わせて対象に投与される。
本発明のクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、錠剤、カプセル、サシェ、又は経口投与に適した他の製剤の形態で対象に投与することができる。錠剤又はカプセルは、pH調整剤及び/又は薬学的に許容される担体又は賦形剤などの1つ以上の追加の薬剤をさらに含むことができる。クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースはまた、その全体が参照により本明細書に組み込まれる国際公開第2010/059725号パンフレットに記載されているように、食物又は飲料の成分として投与することもできる。
一実施形態では、本発明は、本発明のクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースを含む医薬組成物を提供する。医薬組成物は、場合により薬学的に許容される賦形剤又は担体と組み合わせて、活性剤としてクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースを含むことができる。例えば、医薬組成物は、便秘を治療するための経口投与を意図したものであり得る。
別の実施形態では、医薬組成物は、便秘を治療するための別の薬剤、例えば、便軟化剤、リナクロチドなどのグアニル酸シクラーゼCアゴニスト、又はオピオイド誘発性便秘治療剤、例えば、メチルナルトレキソン、ルビプロストンもしくはナロキセゴールと組み合わせて架橋カルボキシメチルセルロースを含む。
一実施形態では、架橋カルボキシメチルセルロースは、(1)乾燥減量が10%(重量/重量)以下であり、(2)少なくとも95質量%が100μm~1000μmの粒径範囲にあり、平均粒径が400~800μmの範囲にある微粒子の形態である本発明のクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースを含む医薬組成物として投与される。クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、例えば、硬質もしくは軟質ゼラチンカプセル又はベジタリアンカプセルなどのカプセルに封入することができる。好ましくは、組成物は崩壊剤を含まない。特定の実施形態では、カプセルは、硬質ゼラチンカプセルサイズ00ELであり、例7に記載の条件下(SGF/水1:8中37℃)では、カプセルは7.5分以内に崩壊し、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは15分以内に均一に水和される。

例1:架橋カルボキシメチルセルロースの調製-実験室規模
以下のプロトコルを用いて架橋カルボキシメチルセルロースを生成した。
材料
カルボキシメチルセルロースナトリウム塩(CMCNa):Aqualon 7H4FM(Ashland Inc.)、粘度範囲7600~9000cps(25℃の1重量/重量%水溶液)
クエン酸
精製水
精製水(3kg)を混合ボウルに入れた。0.36gのクエン酸を加え、クエン酸が完全に溶解するまで混合物を撹拌した。クエン酸溶液に180gのCMCNaをゆっくり加え、平らなブレードを有するミキサーを用いて、得られた懸濁液を18時間連続的に混合した。
スプーンを用いて、混合ボウルから、ステンレス鋼トレイ上のシリコーンシート上に材料の一部を置いた。プラスチックスパチュラを使用して、縁から溢れさせることなく均一に見えるまで材料を広げた。全部の材料がトレイ上に広がるまで、追加のトレイを用いてこれを繰り返した。
50℃に設定したオーブンにトレイを入れた。乾燥が完了すると(約23時間)、オーブンからトレイを取り出した。本明細書に記載したこの例及び他の例では、例5に記載したように測定して乾燥減量が10%以下である場合、乾燥が完了したと判断される。
乾燥後に残った乾燥した材料のシートは、容易に粉砕することができるさらに小さな断片に砕いた。収集ビンに材料をゆっくりと挿入して、グラインディング時に材料が過熱しないようにして、グラインディングを開始した。グラインディングの終了時に、材料を100~1600μmに篩分けした。
粉砕した材料(50g)を小さなアルミニウム皿に入れた。120(±1)℃に加熱したオーブンにアルミニウム皿を入れて、架橋を誘導した。4時間後にオーブンから皿を取り出した。
1500gの水を入れたビーカーに架橋物(10g)を入れ、室温で3時間撹拌した。得られた膨潤物を濾過し、真空ポンプを用いて水を除去した。得られた膨潤比は55.6g/gであった。
洗浄した材料をプラスチックトレイ上に置いた。プラスチックスパチュラを使用して、材料をトレイ内に均一に広げた。50(±1)℃に設定したオーブンにトレイを入れた。乾燥が完了した後(20時間)、オーブンからトレイを取り出した。
粉砕機の収集ビンに乾燥した材料をゆっくりと挿入して、グラインディング時に過熱しないようにした。粉砕した材料を100~1000μmに篩分けした。
得られた粉末の媒体取込み率は、例5に記載したように測定し、73であった。G’は例5に記載したように測定し、2028Paであった。
例2:架橋カルボキシメチルセルロースの調製-大規模
以下のプロトコルを用いて、架橋カルボキシメチルセルロースを大規模に生成した。
材料
カルボキシメチルセルロースナトリウム塩(CMCNa):AQUALON(商標)7H4 FM(Ashland Inc.)、粘度範囲7600~9000cps(25℃の1重量/重量%水溶液)
クエン酸
精製水
混合ボウル内の5kgのCMCNaに21kgの水を加え、混合を開始した。10分後、21kgの水中の5gのクエン酸の溶液を10分間一定に混合した。次いで、21kgの水を加え、10分間混合した。最後に、21kgの水中の5gのクエン酸の溶液を加え、混合物を200分間混合した。
スプーンを用いて、混合ボウルから、ステンレス鋼トレイ上のシリコーンシート上に材料の一部を置いた。プラスチックスパチュラを使用して、縁から溢れさせることなく均一に見えるまで材料を広げた。全部の材料がトレイ上に広がるまで、追加のトレイを用いてこれを繰り返した。
70℃に設定したオーブンにトレイを入れた。乾燥が完了すると(48時間)、オーブンからトレイを取り出した。
乾燥した材料のシートは、容易に粉砕することができるさらに小さな断片に砕いた。収集ビンに材料をゆっくりと挿入して、グラインディング時に材料が過熱しないようにして、グラインディングを開始した。グラインディングの終了時に、材料を100~1600μmに篩分けした。
粉砕した材料をステンレス鋼ドラムに入れた。120(±1)℃に加熱したオーブンにドラムを入れて、架橋を誘導した。4時間後にオーブンからドラムを取り出した。
150kgの水を入れたステンレス鋼タンクに1kgの架橋物を入れ、室温で4時間一定に撹拌した。得られた膨潤物を篩を用いて濾過し、真空ポンプを用いて水を除去した。得られた膨潤比は73.2g/gであった。
洗浄した材料をプラスチックトレイ上に置いた。プラスチックスパチュラを使用して、材料をトレイ内に均一に広げた。70(±1)℃に設定したオーブンにトレイを入れた。乾燥が完了した後(72時間)、オーブンからトレイを取り出した。
粉砕機の収集ビンに乾燥した材料をゆっくりと挿入して、グラインディング時に過熱しないようにした。粉砕した材料を100~1000μmに篩分けした。
得られた粉末の媒体取込み率は、例5に記載したように測定し、70.29g/gであった。例5に記載したように測定したG’は2967Paであった。
合計15.0gのクエン酸を用いた以外は上記の一般的な方法を用いて、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースも調製した。以下の表1及び2に示すように、これらの合成から得られた材料を特性評価した。いずれの場合も、カルボキシメチルセルロース/クエン酸複合体の一部を架橋させた。
Figure 0007132128000001
Figure 0007132128000002
例3:低粘度カルボキシメチルセルロースを用いた架橋カルボキシメチルセルロースの調製
140リットルのホバートミキサーに精製水(80kg)を加え、かき混ぜた。水にクエン酸(14.4g)を加え、溶解させた。次いで、25℃の1%(重量/重量)水溶液として1000~2600cpsの粘度を有するCMCNa(4.8kg、7H3SXF(AQUALON(商標))をこの溶液に加え、得られた混合物を室温で4時間かき混ぜた。30個のステンレス鋼トレイに、得られた溶液を加えた(トレイ当たり2700gの溶液)。70℃のSHELLABオーブン内にトレイを48時間置いた。乾燥後、2mmのスクリーンを備えたカッティングミル(Retschカッティングミル)を用いて材料を粉砕した。次いで、造粒した材料を0.1~1.6mmに篩分けし、次いで、架橋反応のために、120℃で7時間、Salvis Thermocenter TC240オーブン内のステンレス鋼ドラムに入れた。3時間穏やかにかき混ぜながら、得られた架橋ポリマーヒドロゲルを精製水で洗浄し、未反応の試薬を除去した。洗浄段階は、網状構造の弛緩を増大させ、ひいては、追加の乾燥工程の後に得られる最終材料の媒体取込み能力を増加させることによって、架橋ポリマーの媒体取込みを可能にする。洗浄後、材料をトレイに置き、70℃のオーブンに72時間入れて乾燥させた。次いで、乾燥した材料を粉砕し、100μm~1000μmの粒径に篩分けした。
例4:模擬胃液/水(1:8)の調製
SGF/水(1:8)溶液の調製に使用される試薬は、精製水、塩化ナトリウム、1Mの塩酸及びペプシンである。
1.1Lのメスシリンダーに約880mLの水を注ぐ。
2.シリンダーをマグネチックスターラーの上に置き、磁気撹拌子を入れ、撹拌を開始する。
3.pH計を用いた水のpHのモニタリングを開始する。
4.十分な量の1Mの塩酸を加えてpHを2.1±0.1にする。
5.0.2gのNaCl及び0.32gのペプシンを加える。完全に溶解するまで溶液を撹拌し続ける。
6.シリンダーから磁気撹拌子と電極を取り出す。
7.必要な水の量を加えて容積を900mLにする。
例5:カルボキシメチルセルロース及び架橋カルボキシメチルセルロースの特性評価
(A)カルボキシメチルセルロース溶液の粘度の測定
装置及び材料:
恒温水槽
500mlのキャップ付きガラス瓶、首部直径は少なくとも80mm
ブルックフィールド粘度計、モデルMyr VR3000(EC0208)又は同等品であり、以下を備える:
スピンドルL4
感熱プリンタ(PRP-058GI)
ステンレス鋼アンカースターラーを備えた機械式オーバーヘッドスターラー
ガラス製品を固定するためのチェーンクランプ
ラボスパチュラ
アルミニウムるつぼ
0.001g単位で秤量可能な化学天秤
0.1g単位で秤量可能な較正された天秤
精製水
手順
試験試料の調製:
下記のように3種類のCMC/水溶液を調製する:
1.下記の[B]に記載されているように、CMC粉末の含水量を測定する。
2.以下の式を使用して必要な水の量を計算する。
必要水量[g]=3*(99-LOD平均
3.ビーカー内でCMC溶液を調製するのに必要な量の水を秤量する。
4.この水の約半分を瓶に注ぎ、残りの水をビーカーに残す。
5.スターラーモーターの下に瓶を置き、チェーンクランプを使用して固定する。
6.スターラーを挿入する。
7.試料を混合して均一性を確保する。
8.3.0±0.1gのCMC粉末を秤量する。
9.低速(約600rpm)で混合しながら、少量の粉末を瓶に注ぐ。
10.2分間混合し、混合速度を1000rpmに設定する。
11.10分以上30分以下にわたって混合する。
12.残りの水を加える。
13.さらに30分間混合する。
14.CMCが完全に溶解していなければ、撹拌を続ける。
15.CMCが全部溶解したら、ステンレス鋼アンカースターラーを取り外し、瓶にキャップをする。
16.25.0℃±0.1℃の恒温槽に、フラスコを30分以上1時間以下入れる。
17.瓶を10秒間激しく振盪させる。溶液はすぐに試験できる。
粘度測定:
1.粘度計の指示に従って各試料の粘度を測定する。正確に3分間スピンドルを回転させる。
2.3種類の溶液の平均粘度を測定する。
(B)乾燥減量の測定
カルボキシメチルセルロース又は架橋カルボキシメチルセルロースの含水量は、USP<731>、乾燥減量に従って測定する。
機器/装置
水分計Radwag、モデルWPS 50S
ラボスパチュラ
アルミニウムるつぼ
シリカゲルを用いたデシケータ
手順
1.デシケータ内に試料を少なくとも12時間置く。
2.水分計の秤り皿にアルミニウムるつぼを載せ、天秤の風袋を差し引く。
3.アルミニウムるつぼ内の1.000±0.005gの試料を正確に秤量する。試料の初期重量はWである。
4.周囲圧力及び湿度下で105℃で30分間試料を加熱するように水分計を設定する。
5.水分計をオンにし、LODプログラムを実行する(105℃で30分)。
6.試料を秤量する。試料の最終重量はWである。
以下の式に従ってLOD値を測定する。
LOD=(W-W)/W×100%
乾燥減量は3連で測定し、報告されたLODは3つの値の平均値である。
(C)粒径範囲の測定
装置及び材料:
篩振盪機Retsch、モデルAS 200 basic
メッシュサイズ1000μm及び100μmのステンレス鋼篩
アルミニウム秤量皿
実験室ステンレス鋼スパチュラ
0.1g単位で秤量可能な較正された天秤
手順:
1.空の篩及びアルミニウム皿を0.1g単位で秤量する。
2.40.0±0.1gの粉末を秤取する。
3.大きな孔径を上部に、小さな孔径を下部にして、1000及び100μmのサイズの試験篩を積み重ねる。積み重ねた篩の下部にアルミニウム皿を組み込む。
4.積み重ねた上部1000μmの篩に試料を注ぐ。
5.この積み重ねた篩を振盪機のカバーと最下段の皿との間に置き、試料がアセンブリに残るようにする。
6.振盪機のメインスイッチをオンにする。
7.振盪機のツマミUV2を連続運転に設定する。
8.振盪機のツマミMN2を右に回して、振動の高さを50に上げる。
9.この積み重ねた篩を振盪機によって5分間振盪させる。
10.篩を分解し、各篩を再度秤量する。
11.パラグラフ8に記載されているように、各篩内の試験試料の重量パーセンテージを測定する。
12.充満された試験篩及び空の試験篩の重量を測定した後、各篩内の材料の重量を差から測定する。
13.同様に、収集皿内の材料の重量を測定する。
14.各篩に含まれる試料の重量と、収集皿に含まれる試料の重量とを使用して、以下の式を用いて%分布を計算する:
Wx%=Wx/W試料*100%
式中、
Wx%=各篩内又は収集皿内の試料重量%、添え字「x」は、
1000μmより大きい粒径については「>1000」。
100~1000μmの粒径については「100~1000」。
100μmより小さい粒径については「<100」。
W試料=試験試料の初期重量。
(D)タップ密度の測定
装置及び材料:
100mLのガラスメスシリンダー
100mLのガラスビーカー
ラボスパチュラ
Copley Scientific製の機械式タップ密度試験機、モデルJV1000
0.1g単位で秤量可能な較正された天秤
手順:
1.40.0±0.1グラムの試験試料を秤取する。この値をMとする。
2.乾燥した100mLのガラスメスシリンダーに試料を入れる。
3.圧密せずに粉末を注意深く平らにし、不安定な見かけ体積(unsettled apparent volume)、V0を最小目盛り単位まで読み取る。
4.最初に500回シリンダーをタップするように機械式タップ密度試験機を設定し、タップ体積、V500を最小目盛り単位まで測定する。
5.タッピングを750回繰り返し、タップ体積、V750を最小目盛り単位まで測定する。
6.2つの体積の差が2%未満である場合、V750は最終タップ体積Vfであり、それ以外の場合は、後続の測定値の差が2%未満になるまで、必要に応じて1250タップずつ繰り返す。
計算:
以下の式により、タップ密度、DTをグラム/mLで計算する:
DT=M/Vf
式中、
M=試料の重量(グラム)、0.1g単位に四捨五入する。
Vf=最終体積(mL)。
(E)SGF/水(1:8)中の媒体取込み率の測定
架橋カルボキシメチルセルロースのSGF/水(1:8)中の媒体取込み率は、以下のプロトコルに従って測定する。
1.乾燥したフリットガラス漏斗を支持体上に置き、40.0±1.0gの精製水を漏斗に注ぐ。
2.漏斗の首部に液滴が検出されなくなるまで待ち(約5分間)、吸取り紙を用いて漏斗の先端を乾燥させる。
3.空の乾燥したガラスビーカー(ビーカー#1)に漏斗を入れ、風袋を差し引いた秤に置き、空の装置の重量(W風袋)を記録する。
4.100mLのビーカー(ビーカー#2)に磁気撹拌子を入れる。秤にビーカー#2を置き、風袋を差し引く。
5.上記のように調製した40.0±1.0gのSGF/水(1:8)溶液をビーカー#2に加える。
6.マグネチックスターラー上にビーカー#2を置き、室温で穏やかに撹拌する。
7.秤量紙を用いて、0.250±0.005gの架橋カルボキシメチルセルロース粉末を正確に秤量する(Win)。
8.ビーカー#2に粉末を加え、渦を発生させることなくマグネチックスターラーを用いて30±2分間穏やかに撹拌する。
9.得られた懸濁液から撹拌子を取り除き、支持体上に漏斗を置き、漏斗に懸濁液を注ぎ、スパチュラを用いて残りの材料全部を集める。
10.10±1分間かけて材料を排水させる。
11.排水させた材料を含む漏斗をビーカー#1内に置き、秤量する(W’fin)。
媒体取込み率(MUR)は、以下の式に従って計算する:
MUR=(Wfin-Win)/Win
finは、膨潤したヒドロゲルの重量を以下のように計算したものである:
fin=W’fin-W風袋
inは初期乾燥試料の重量である。
MURは架橋カルボキシメチルセルロースの各試料について3連で測定し、報告されたMURは3つの測定の平均値である。
(F)弾性率の測定
弾性率(G’)は、下記のプロトコルに従って測定する。使用したレオメーターは、TA Instruments製のRheometer Discovery HR-1(5332-0277 DHR-1)又は同等品であり、ペルチェプレート、直径40mmの下部フラットプレートXハッチ及び直径40mmの上部フラットプレートXハッチを備える。
1.100mLのビーカーに磁気撹拌子を入れる。
2.上記のように調製した40.0±1.0gのSGF/水(1:8)溶液をビーカーに加える。
3.マグネチックスターラー上にビーカーを置き、室温で穏やかに撹拌する。
4.秤量紙を用いて、0.250±0.005gの架橋カルボキシメチルセルロース粉末を正確に秤量する(Win)。
5.ビーカーに粉末を加え、渦を発生させることなくマグネチックスターラーを用いて30±2分間穏やかに撹拌する。
6.得られた懸濁液から撹拌子を取り除き、支持体上に漏斗を置き、漏斗に懸濁液を注ぎ、スパチュラを用いて残りの材料全部を集める。
7.10±1分間かけて材料を排水させる。
8.得られた材料を集める。
9.レオメーターを用いた掃引周波数試験に材料を供し、10rad/sの角周波数で値を測定する。
決定は3連で行われる。報告されたG’値は、3つの測定の平均値である。
(G)高粘度及び低粘度カルボキシメチルセルロースを用いて調製した架橋カルボキシメチルセルロースの特性の比較
下記の表は、例2(高粘度)及び例3(低粘度)に記載された方法によって調製されたクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースの複数の試料について得られたMUR、G’及びタップ密度の範囲を示す。以下に記載する測定は、以下の特性を有する架橋カルボキシメチルセルロースの試料を用いて行った。1)乾燥減量が10%以下であり、(2)少なくとも95質量%が100μm~1000μmの粒径範囲にあり、平均粒径が400~800μmの範囲にある微粒子の形態である。
Figure 0007132128000003
結果は、高粘度カルボキシメチルセルロースから調製された材料が、低粘度カルボキシメチルセルロースから調製された材料と同等のMUR値及びタップ密度を有することを示す。特に、高粘度カルボキシメチルセルロースから調製された材料は、低粘度カルボキシメチルセルロースから調製された材料よりも著しく高いG’を有する。
例6:グルコース拡散の阻害
例3に記載したようにヒドロゲルAを調製した。
ヒドロゲルB
下記のようにヒドロゲルBを調製した。この方法は、例2に記載の方法と実質的に同様である。
140Lのホバートミキサーに精製水(80kg)を加え、かき混ぜた。水にクエン酸(9.6g)を加え、溶解させた。次いで、CMCNa(Aqualon 7H4 FM(Ashland Inc.)、粘度範囲6000~9000、4.8kg)を溶液に加え、得られた混合物を室温で4時間かき混ぜた。30個のステンレス鋼トレイに、得られた溶液を加えた(トレイ当たり2,700gの溶液)。70℃のSHELLABオーブン内にトレイを48時間置いた。乾燥後、2mmのスクリーンを備えたカッティングミル(Retschカッティングミル)を用いて材料を粉砕した。次いで、造粒した材料を0.1~1.6mmに篩分けし、次いで、架橋反応のために、120℃で4時間、Salvis Thermocenter TC240オーブン内のステンレス鋼ドラムに入れた。3時間穏やかにかき混ぜながら、得られた架橋ポリマーヒドロゲルを精製水で洗浄し、未反応の試薬を除去した。洗浄段階は、網状構造の弛緩を増大させ、ひいては、追加の乾燥工程の後に得られる最終材料の媒体取込み能力を増加させることによって、架橋ポリマーの媒体取込みを可能にする。洗浄後、材料をトレイに置き、70℃のオーブンに72時間入れて乾燥させた。次いで、乾燥した材料を粉砕し、100μm~1000μmの粒径に篩分けした。
以下の手順を用いて、膨潤した架橋カルボキシメチルセルロースを通してグルコースが拡散する能力を測定した。
1.1000mg/dLの濃度で一晩、水中にグルコースを溶解させる。
2.精製水を入れたビーカー内で透析チューブを3時間洗浄し、1時間毎に水を交換して準備する。
3.80mLのグルコース溶液に0.5%(重量/体積)の乾燥架橋カルボキシメチルセルロースを入れ、30分間撹拌する。
4.工程3の水和ゲルとグルコース溶液とを透析チューブの開放端に注ぎ、2つの透析チューブ止めを用いて密閉する。
5.37℃の精製水を含むプラスチック袋に透析チューブを入れる。
6.ACCU-CHEK(商標)血糖計を用いて、15分の時点、30分の時点、及び300分まで30分毎に透析液のグルコース濃度を測定する。
結果
ヒドロゲルAは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2013/0089737号明細書の例7に実質的に記載され、25℃の1%(重量/重量)水溶液として1,000~2,800cpsの粘度を有するAQUALON(商標)7H3SXFカルボキシメチルセルロースナトリウム(Ashland Inc.)から出発する上記例3の方法に従って生成した。ヒドロゲルBは、上記のように、25℃の1%(重量/重量)水溶液として6000~9000cpsの粘度を有するAQUALON(商標)7H4FMカルボキシメチルセルロースナトリウム(Ashland Inc.)から出発して生成した。
図2は、時間の関数として、ヒドロゲルA及びヒドロゲルBの透析液グルコース濃度を示すグラフである。結果は、ヒドロゲルAの方がヒドロゲルBよりも、グルコースが透析膜を横切って顕著に速く拡散することを示している。これは、ヒドロゲルBの方がヒドロゲルAよりも、インビボでの腸壁へのグルコース拡散を阻害する上で有効であり得、ひいては、グルコース吸収速度を遅くする上でより有効であり得ることを示唆する。
例7:架橋カルボキシメチルセルロース充填カプセルの開口
その全体が参照により本明細書に組み込まれるUSP<701>に記載の手順に従って、架橋カルボキシメチルセルロースを充填した硬質サイズ00ELゼラチンカプセルの崩壊を測定した。
装置
pH計、Eutech Instrument製のモデルPC700又は同等品
0.01g単位で秤量可能な化学天秤
秤量紙
ラボスパチュラ
1Lのメスシリンダー
マグネチックスターラー
崩壊試験機、Copley Scientific製のモデルDTG1000(装置コード:EC0067)であり、以下を備える:
一体型PETG水槽
過熱/低水位安全遮断部を備えた外部熱撹拌式ヒーター
Pt100プローブによる温度測定
1000mLのビーカー
バスケットラックアセンブリ
1.1000mLのビーカーに、例3のように調製したSGF/水(1:8)溶液を入れる。
容器内の流体の体積は、ワイヤメッシュが、上昇ストロークの最高点では流体の表面から少なくとも15mm下に留まり、下降ストロークでは容器の底から25mm以上の位置まで下降するような体積である。バスケットラックアセンブリの上部が流体に没してはならない。
2.崩壊浴のヒーターをオンにし、温度を37℃に設定する。
3.試験を行うには、水槽の温度が37℃±2℃であることと、試験容器内の媒体の温度が適正であることと、試験中に投薬単位を含む崩壊バスケットがハンガーバーに取り付けられていることとを確認する。
4.バスケット内の6つのカプセル区画のそれぞれに1つのカプセルを入れる。
5.崩壊試験機を7.5分間運転するように設定する。
6.設定時間の終了時に、バスケットを容器から持ち上げる。カプセルの状態を検査し、崩壊したカプセルの数を測定する。一部のカプセルが崩壊していない場合、試験機をさらに7.5分間運転することができ、崩壊の程度を再度測定する。
例6に記載のように、ヒドロゲルA及びBについて、USP<701>に従ってカプセル崩壊試験を実施した。この試験は、模擬胃媒体(SGF/水1:8)中のカプセルの正しい崩壊を定量化するように設計されている。7.5分に中間チェック時点を設定し、15分間試験を行った。操作者は、バスケット内に出発カプセルの断片がない場合にのみ、カプセルが完全に崩壊したと判断した。また、操作者は、ステンレストレイに材料を注ぐことによって、試験の終了時に凝集物又は塊の存在に関する情報を収集した。
ヒドロゲルA(崩壊剤としてフマラートを含む)及びヒドロゲルB(崩壊剤なし)の両方について、ゼラチンカプセルが7.5分後に崩壊したが、試料は異なる水和を示した。特に、ヒドロゲルAは15分後、完全に水和されていない粒子の凝集を含み、対照的に、ヒドロゲルBは15分後、均一に水和される。カプセル崩壊の5、10、15、30及び45分後に、両ヒドロゲルの媒体取込み率を測定した。図3に示された結果は、ヒドロゲルBがヒドロゲルAよりもはるかに速く膨潤し、特に、崩壊後最初の15分間にさらに著しく膨潤していることを示している。両ヒドロゲルは、崩壊後約30分で平衡膨潤に達する。
例8:膨張動態の測定
(i)粘度測定法を用いて、(ii)以下に記載するように経時的に媒体取込み率を測定することによって、SGF/水(1:8)中のヒドロゲルA及びB(例6)の水和動態を測定した。
(A)粘度測定法
装置:
レオメーター、TA Instruments製のDiscovery HR-1であり、以下を備える:
温度制御を備えたスターチペーストセル
ヘリカルローター(ボブ直径32.40mm、ボブ長さ12mm)
フローピークホールド試験パラメータ:
角速度:6.28rad/s(各測定時にモーターによって試料に加えられる速度)
持続時間:3600秒
温度:37℃
溶液:SGF/水(1/8)、pH2.1
ヒドロゲルA及びBの濃度:1重量/重量%
この試験の結果を図4に示す。図4は、粘度対時間のグラフである。ヒドロゲルBの粘度は、ヒドロゲルAの粘度よりもはるかに速く増加し、ヒドロゲルAよりもはるかに大きな値に達する。
(B)媒体取込み率対時間
ヒドロゲルA及びヒドロゲルBの媒体取込み率は、5、10、20、30及び60分に測定を行った以外は、例5(D)に記載したように測定した。図5に示された結果は、ヒドロゲルBがヒドロゲルAよりも、最初の10~15分間にSGF/水(1:8)を迅速に吸収することを示している。
(C)G’対時間
この実験は、上記(A)に記載された装置及び方法を用いて実施したが、周波数は10rad/秒とした。結果を図6に示す。図6は、ヒドロゲルA及びヒドロゲルBのG’対時間のグラフである。ヒドロゲルBは、あらゆる時点でヒドロゲルAよりも著しく高いG’を有する。G’のこの差は、初期の時点で特に顕著である。
例9 膨潤したヒドロゲルと咀嚼食物との比較
例3(低粘度CMC)に従って調製した124ロットの架橋カルボキシメチルセルロース及び例2(高粘度CMC)に従って調製した36ロットの架橋カルボキシメチルセルロースについて、G’を測定した。さらに、BIG MAC(商標)ハンバーガーと、フライドポテトと、50mLの純粋なSGF及び300mLのソフトドリンクSPRITE(商標)からなる媒体350mLとからなる咀嚼食物塊のG’を3連で測定した。例5に記載したようにG’値を測定し、各試料タイプについて測定された平均G’を以下の表4に示す。
Figure 0007132128000004
結果は、高粘度CMCを用いて調製されたヒドロゲルが、低粘度CMCを用いて調製されたヒドロゲルよりも、咀嚼食物のG’にはるかに近いG’を有することを示している。
例10 ポリマーの分子量及び多分散指数の測定
下記の方法を用いて、カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)の試料の重量平均分子量及び多分散指数を測定した。データ解析ソフトウェアを備えたコンピュータを用いてデータを解析した。
ゲル浸透クロマトグラフィー装置
1)ガードカラム:
ブランド:Agilent Technologies PL-aquagel-OHガードカラム
サイズ:50x7.5mm(長さx直径)、8μm(粒径)
2)カラム:
ブランド:Agilent Technologies PL-aquagel-OH Mixed-H
サイズ:300x7.5mm(長さx直径)、8μm(粒径)
水性溶出液の調製
1.1Lのメスシリンダーに500mlの精製水を注ぐ。
2.17g±0.05gの硝酸ナトリウムを秤量し、これをメスシリンダーに注ぐ。
3.1.56g±0.05gのリン酸ナトリウム一塩基性二水和物を秤量し、これをメスシリンダーに注ぐ。
4.シリンダーに精製水を1Lまで加える。
5.シリンダーに撹拌子を挿入し、これをパラフィルムで被覆する。
6.シリンダーをマグネチックスターラー上に置き、塩が完全に溶解するまで撹拌する。
7.溶媒のpHを測定し、必要に応じて0.2Nの水酸化ナトリウムを用いてpH7±1に調節する。
8.シリンジフィルター(メッシュサイズ0.2μm)を用いて200mlの溶出液を濾過し、蓋をしたビーカーにこれを保存して、GPC分析のための試料を調製する。
ゲル浸透クロマトグラフィー
較正:
クロマトグラフィー装置の温度を35℃に設定する。
溶出液流の勾配を1ml/分までに設定し、RIDを安定化させる。
較正のためのプルラン標準品を以下のように調製する:
以下の系列に従って、濾過した溶出液中に各標準品を0.15%重量/体積で溶解させる:
667、6000、21700、48800、210000、805000、1330000、2560000[g/mol]
溶出液中に標準品を完全に溶解させ、標準品を一度に1つずつ注入する。
較正曲線を作成する。
内部標準:D-ソルビトール182g/mol(溶出液中0.15重量/重量%)の保持時間を用いて、装置の安定性を経時的に確認する。
カルボキシメチルセルロースナトリウムの分析:
密閉バイアル内で10mLの溶出液に0.015gのCMC粉末を溶解させることによって、各CMC試料を調製する。試料は3連で調製する。
室温で一晩撹拌することにより、CMC試料を溶出液に溶解させる。
各試料を注入する。
インターフェースコンピュータ及び適切なデータ解析ソフトウェア(Empower3、Waters Corporation)を用いてデータを解析して、M及び多分散指数を測定する(統合アルゴリズム:ApexTrack)。
結果
AQUALON 7H4FM及び7H3SXFの各々の3つのロットの解析結果を以下の表5に示す。
Figure 0007132128000005
これらの結果は、AQUALON(商標)7H4FM試料が、7H3SXF試料よりも著しく大きな粘度及びMwを有することを示す。7H4FM試料はまた、7H3SXF試料と比較して、著しく低い多分散指数を有し、この材料の狭い分子量分布及び大きな分子量均一性を示す。
例11 模擬腸液中の膨潤及びG’の測定
模擬腸液の調製
米国薬局方33-28NF(2010)の方法に従って、「腸液、模擬TS(試験溶液)」として公式に知られている模擬腸液(SIF)試験溶液を調製した。250mLの水に一塩基性リン酸カリウム(6.8g)を溶解させ、次いでこの溶液に77mLの0.2Nの水酸化ナトリウム及び500mLの水を加えた。次いで10.0gのパンクレアチンを加え、0.2Nの水酸化ナトリウム又は0.2Nの塩酸を用いて、得られた溶液をpH6.8±0.1に調節し、最後に、体積1000mLになるように水で希釈した。
例2の方法(ヒドロゲルB)に従って調製された2つのロットの架橋カルボキシメチルセルロース及び例3の方法(ヒドロゲルA)に従って調製された2つのロットの架橋カルボキシメチルセルロースについて、SGF/水1:8及び模擬腸液(SIF)のG’及び媒体取込み率を測定した。模擬腸液をSGF/水1:8の代わりに使用した以外は、例5に記載したように、模擬腸液のG’及びMURを測定した。結果を以下の表6に示す。
Figure 0007132128000006
結果は、高粘度カルボキシメチルセルロースを使用して生成された材料が、低粘度カルボキシメチルセルロースを用いて生成された材料と比較して、SIF又はSGF/水1:8中のいずれかで膨潤させた場合に著しく大きなG’を有することを示す。驚くべきことに、SGF/水1:8中の低粘度材料のMURは高粘度材料のMURよりもわずかに大きかったが、SIF中では2種類の材料は本質的に同等であった。特に、SGF/水1:8からSIFに移行する際、高粘度材料のMUR低下は低粘度材料の低下よりも著しく小さかった。
小腸内で膨潤したヒドロゲルの存在が、血糖コントロールに影響を及ぼす機構、特に摂取される食物の弾力性及び粘性を増加させることによってグルコース吸収を遅らせるための拡散障壁の形成に関して重要な役割を果たすため、これらの結果は重要である。さらに、小腸内容物の比較的高い弾性応答が、胃バイパスと類似した効果を達成するのに寄与する可能性がある(Saeidi Nら、Science 2013,341(6144):406-10)。
腸液は高いイオン強度を有し、これはドナン型膨潤の寄与の減少によりヒドロゲル膨潤を著しく減少させる(A.Sannino及びL.Nicolais、Polymer、46(13)4676-4685(2005)参照)。ドナンの寄与は、ヒドロゲルの内側と外側との間に生成される浸透圧によってヒドロゲル膨潤を促進し、水がヒドロゲルに浸透することを可能にし、ヒドロゲルの内側と外側との間のイオン電荷の濃度の差に線形的に依存する。その差が大きいほど、ドナンの寄与は高くなる。
高い粘度及び低い多分散度を有するカルボキシメチルセルロースから製造されたヒドロゲルは、先行技術に記載されているCMCベースのヒドロゲルと比較して、高いG’と相まって予想外に良好な水和速度を有し、また例5に記載されるような小腸モデルでは、良好な組み合わされたG’/MUR性能を有する。この改善された性能は、小腸液の比較的高いイオン強度を考慮すると驚くべきことである。
その好ましい実施形態を参照して、本発明を具体的に示し、記載してきたが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲によって包含される本発明の範囲から逸脱することなく、形態及び詳細を様々に変更し得ることを理解するであろう。

Claims (15)

  1. 便秘を治療するための医薬組成物であって、カルボキシメチルセルロースをカルボキシメチルセルロースの重量に対して0.05~0.5重量%の量のクエン酸と架橋することを含む方法によって生成されるクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースの治療有効量を含み、前記カルボキシメチルセルロースが25℃の1%(重量/重量)水溶液として6000cps超の粘度、8未満の多分散指数及び0.65~0.95の置換度を有する、上記医薬組成物。
  2. 前記クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースが、少なくとも80質量%が100μm~1000μmの粒径範囲にあり、平均粒径が400~800μmの範囲にある粒子の形態である、請求項1に記載の医薬組成物。
  3. 前記架橋カルボキシメチルセルロースが、
    (i)少なくとも95質量%が100μm~1000μmの粒径範囲にあり、平均粒径が400~800μmの範囲にある粒子の形態であり、(ii)乾燥減量が10%以下(重量/重量)である前記クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースの試料について測定した場合、
    (a)約1200~約2000PaのG’及び少なくとも約90の媒体取込み率、
    (b)約1400~約2500PaのG’及び約80~89の媒体取込み率、
    (c)約1600~約3000PaのG’及び約70~79の媒体取込み率、
    (d)約1900~約3500PaのG’及び約60~69の媒体取込み率、
    (e)約2200~約4000PaのG’及び約50~59の媒体取込み率、又は
    (f)約2600~約5000PaのG’及び約40~49の媒体取込み率
    を特徴とする、請求項1に記載の医薬組成物。
  4. 前記クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースが、
    (i)少なくとも95質量%が100μm~1000μmの粒径範囲にあり、平均粒径が400~800μmの範囲にある粒子の形態であり、(ii)乾燥減量が10%以下(重量/重量)である前記クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースの試料について測定した場合、
    (a)少なくとも1500PaのG’、
    (b)50~110の媒体取込み率、及び
    (c)少なくとも0.5g/mLのタップ密度
    を特徴とする、請求項1に記載の医薬組成物。
  5. 前記架橋カルボキシメチルセルロースが、
    (i)少なくとも95質量%が100μm~1000μmの粒径範囲にあり、平均粒径が400~800μmの範囲にある粒子の形態であり、(ii)乾燥減量が10%以下(重量/重量)である前記クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースの試料について測定した場合、0.5g/mL~0.9g/mLのタップ密度を有する請求項3に記載の医薬組成物。
  6. 前記タップ密度が、0.5g/mL~0.9g/mLである、請求項4に記載の医薬組成物。
  7. 前記タップ密度が、0.65g/mL~0.75g/mLである、請求項5又は6に記載の医薬組成物。
  8. 前記カルボキシメチルセルロースが7800~11000cpsの粘度及び4~約7の多分散指数を有する、請求項1~7のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  9. 前記粘度が、7800~11000cpsであり、前記多分散指数が、5~7である、請求項8に記載の医薬組成物。
  10. 前記クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースの乾燥減量が、約10%以下である、請求項1~9のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  11. 前記クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースが、10%以下の乾燥減量を有し、粒子の形態であり、前記粒子は、少なくとも95質量%が100μm~1000μmの粒径範囲にあり、平均粒径が400~800μmの範囲にある、請求項1~9のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  12. 慢性特発性便秘、便秘型過敏性腸症候群、オピオイド誘発性便秘(OIC)又は妊娠、投薬もしくは神経障害による便秘を治療するための、請求項1~11のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  13. 第2の便秘治療剤をさらに含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  14. 前記第2の便秘治療剤が、浸透圧下剤、便軟化剤、グアニル酸シクラーゼCアゴニスト、又はオピオイド誘発性便秘治療剤である、請求項13に記載の医薬組成物。
  15. 前記第2の便秘治療剤が、リナクロチド、メチルナルトレキソン、ルビプロストン及びナロキセゴールから選択される、請求項14に記載の医薬組成物。
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