JP7464304B2 - 鉄イオンを含む自己組み立て複合体 - Google Patents
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Description
本発明は、鉄イオンを含む自己組み立て複合体に関し、より詳細には、鉄イオンおよびリガンドが可逆的に自己組み立ておよび自己分解される自己組み立て複合体に関する。
薬物伝達システムとは、既存の薬物の副作用を最小化し、薬物が有している効能および効果を最適化させ、疾病治癒に必要な最小の薬物を効果的に伝達するための剤形と定義され得る。
薬物伝達システムの分野は、低コストと短い開発期間で既存の薬物の新たな剤形開発を可能とすることで次世代のバイオ産業の核心と認識されており、多様な機能と性能を有する生体高分子および合成高分子を利用して新たな薬物伝達体を開発する研究が盛んになっている。
既存の薬物伝達体は、人体の内部に存在しない合成物質であるジホスフェートと金属イオンを利用した自己組み立て複合体または体内毒性問題があるＦｅ３Ｏ４等、人工的に合成された物質を利用する。
上の既存の薬物伝達システムは、人体内に存在しない物質を使用するので毒性問題が存在し、成長因子、タンパク質等の伝達で価格競争力が保障されない場合があり、持続的な薬物放出が制御されず、短期間に限定されている。
また、体内に薬物伝達体が伝達して所望の標的に長期間あるいは所望の期間の間薬物を伝達して薬物による副作用を減らし、効能を最大値に引き上げなければならない必要がある。
従って、体内に存在する自然物質を利用して既存の技術より毒性が少なく、無害で、かつ持続的な薬物、分子または有効成分等の放出を制御でき、薬物を標的器官に効率的に伝達され得る薬物伝達システムを開発する必要性がある。
本発明の目的は、鉄イオンを含む自己組み立て複合体を提供するためのことである。前記自己組み立て複合体は、可逆的に自己組み立ておよび自己分解され、生体内に有効成分を伝達できる。
本発明の一側面によれば、本発明の実施例は、鉄イオン、および１種以上のリガンドを含み、前記リガンドと鉄イオンが可逆的に自己組み立てまたは自己分解され、前記リガンドと鉄イオンが自己組み立てされて少なくとも一部がラウンド形態である組み立て体を形成する、鉄イオンを含む自己組み立て複合体を含むことができる。
一実施例において、有効成分をさらに含み、前記有効成分は、前記自己組み立て複合体に担持されるものであってよい。
一実施例において、前記有効成分は、アデノシン、グアノシン、ウリジン、シチジン、ドキソルビシン、薬物、タンパク質、有機酸、有機塩基、香料および染料のうち少なくともいずれか一つであってよい。
一実施例において、前記有効成分は、前記自己組み立て複合体が自己分解されることで排出され、前記有効成分は、放出時間の間持続的に放出されるものであってよい。
一実施例において、前記放出時間は、１日～９４０日であるものであってよい。
一実施例において、前記リガンドは、ホスフェートおよびホスホネートのうち少なくともいずれか一つを含むものであってよい。
一実施例において、前記リガンドは、ＡＭＰ、ＡＤＰ、ＡＴＰ、ＴＭＰ、ＴＤＰ、ＴＴＰ、ＣＭＰ、ＣＤＰ、ＣＴＰ、ＧＭＰ、ＧＤＰ、ＧＴＰ、ＵＭＰ、ＵＤＰ、ＵＴＰ、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ＡＥＰ（２－アミノエチルホスホン酸、２－ａｍｉｎｏｅｔｈｙｌｐｈｏｓｐｈｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、ＴＮＡ（Ｔｈｒｅｏｓｅ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）、ＧＮＡ（ｇｌｙｃｏｌ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）、ＨＮＡ（１，５－ａｎｈｙｄｒｏｈｅｘｉｔｏｌ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）、ＡＮＡ（１，５－ａｎｈｙｄｒｏａｔｒｉｔｏｌ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）、ＦＡＮＡ（２’－ｄｅｏｘｙ－２’－ｆｌｕｏｒｏａｒａｂｉｎｏ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）およびＣｅＮＡ（ｃｙｃｌｏｈｅｘｅｎｙｌ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）のうち少なくともいずれか一つであってよい。
一実施例において、前記リガンドは、ＡＭＰおよびＡＴＰが混合されたものであり、前記ＡＭＰおよびＡＴＰが２：１～１：２のモル濃度比率で含まれるものであってよい。
一実施例において、前記リガンドがＡＤＰおよびＡＴＰのうち少なくともいずれか一つを含む場合、前記自己組み立て複合体は親水性を有し、前記リガンドがＡＭＰを含む場合、前記自己組み立て複合体は疎水性を有するものであってよい。
一実施例において、前記リガンドは、ＡＭＰ、ＡＤＰ、ＡＤＰとＡＴＰの混合リガンド、およびＡＭＰとＡＴＰの混合リガンドのうち少なくともいずれか一つであり、前記自己組み立て複合体が球形に備えられ、複数の前記自己組み立て複合体が互いに付着されて２次元的プレート構造または３次元的集合体を形成するものであってよい。
一実施例において、前記２次元的プレート形状は、前記磁場の印加時に回転するものであってよい。
一実施例において、前記３次元的集合体は、集合体の内部に気孔を含むものであってよい。
一実施例において、前記２次元的プレート形状および３次元的集合体のうち少なくともいずれか一つは、内部に細胞を担持して生体内に細胞を伝達するものであってよい。
一実施例において、隣り合う前記リガンドの間のπ－π相互作用、および水素結合のうち少なくともいずれか一つ、または鉄イオンと前記リガンドとの間の配位結合によって自己組み立て複合体を形成するものであってよい。
一実施例において、前記鉄イオンおよびリガンドは、５：１～１：１のモル濃度比率で含まれるものであってよい。
一実施例において、前記リガンドの種類によって自己分解速度が変わるものであってよい。
一実施例において、１日～９０日間自己分解されるものであってよい。
一実施例において、キレート化剤を含む条件、強酸条件および強塩基条件のうち少なくともいずれか一つの条件で自己分解が促進され、前記強酸条件のｐＨは２～５であり、前記強塩基条件のｐＨは９～１２であるものであってよい。
一実施例において、自己分解が促進されて０．５秒～１分間自己分解されるものであってよい。
一実施例において、前記自己組み立て複合体は常磁性を有し、前記自己組み立て複合体が大きく形成されるほど磁気モーメントが大きく形成されるものであってよい。
一実施例において、生体内および生体外で前記自己組み立て複合体に磁場印加する場合、前記自己組み立て複合体が大きく形成されるほどさらに速く拡散されるものであってよい。
一実施例において、物質伝達キャリア、細胞培養培地、Ｔ２造影剤および人工骨の材料のうち少なくともいずれか一つとして使用されるものであってよい。
以上、検討したような本発明によれば、鉄イオンを含む自己組み立て複合体を提供することができる。前記自己組み立て複合体は、可逆的に自己組み立ておよび自己分解され、生体内に有効成分を伝達できる。
その他の実施例の具体的な事項は、詳細な説明および図面に含まれている。
本発明の利点および特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すると明確になるだろう。しかし、本発明は、以下において開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現され得、以下の説明において別に明示されない限り、本発明に成分、反応条件、成分の含量を表現する全ての数字、値および／または表現は、このような数字が本質的に異なるものの中でこのような値を得るのに発生する測定の多様な不確実性が反映された近似値であるので、全ての場合、「約」という用語により修飾されるものと理解されるべきである。また、本記載において数値範囲が開示される場合、このような範囲は連続的であり、別に指摘されない限り、このような範囲の最小値から最大値が含まれた前記最大値までの全ての値を含む。さらには、このような範囲が整数を指す場合、別に指摘されない限り、最小値から最大値が含まれた前記最大値までを含む全ての整数が含まれる。
また、本発明において範囲が変数について記載される場合、前記変数は、前記範囲の記載された終了点を含む記載された範囲内の全ての値を含むものと理解されるだろう。例えば、「５～１０」の範囲は、５、６、７、８、９、および１０の値だけではなく、６～１０、７～１０、６～９、７～９等の任意の下位範囲を含み、５．５、６．５、７．５、５．５～８．５および６．５～９等のような記載された範囲の範疇に妥当な整数の間の任意の値も含むものと理解されるだろう。例えば、「１０％～３０％」の範囲は、１０％、１１％、１２％、１３％等の値と３０％までを含む全ての整数だけではなく、１０％～１５％、１２％～１８％、２０％～３０％等の任意の下位範囲を含み、１０．５％、１５．５％、２５．５％等のように記載された範囲の範疇内の妥当な整数の間の任意の値も含むものと理解されるだろう。
図１は、それぞれ本発明の一実施例による鉄を含む自己組み立て複合体を模式的に示した図である。
図１は、鉄イオン（Ｆｅ２＋）およびＡＴＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）が自己組み立ておよび自己分解される形態を模式的に示したものである。前記鉄イオンは、ＡＴＰのリン酸基部位および水と配位結合して金属錯体を形成することができる。また、前記アデニン部位の芳香族環は、π－π相互作用を形成することができる。また、前記アデニン部位の窒素と前記鉄イオンに結合した水分子は、水素結合を形成することができる。
前記自己組み立て複合体は、このように配位結合、π－π相互作用および水素結合を含んで形成され得、これらのうち少なくともいずれか一つの結合によって複合体が形成され得る。
本発明の一側面によれば、本発明の実施例は、鉄イオン、および１種以上のリガンドを含み、前記リガンドと鉄イオンが可逆的に自己組み立てまたは自己分解され、前記リガンドと鉄イオンが自己組み立てされて少なくとも一部がラウンド形態である組み立て体を形成する、鉄イオンを含む自己組み立て複合体を含むことができる。
前記自己組み立て複合体は、有効成分をさらに含むことができ、前記有効成分は、前記自己組み立て複合体に担持されるものであってよい。前記有効成分は、前記自己組み立て複合体が自己組み立てされる時に前記自己組み立て複合体の内部に担持されて備えられ得る。
前記有効成分は、前記自己組み立て複合体が自己分解される時に排出され得る。従って、前記有効成分は、前記自己組み立て複合体が自己分解される時間を調節することで放出される時間および速度を調節できる。前記自己組み立て複合体は、リガンドの種類によって自己分解速度が異なり得、前記自己組み立て複合体は、表面から一定速度で順次に自己分解され得る。従って、前記有効成分は、前記自己組み立て複合体が自己分解される時間の間持続的に放出され得る。即ち、前記有効成分は、放出時間の間持続的に放出されるものであってよい。
前記自己組み立て複合体が自己分解される時間、即ち、放出時間は、１日～９０日であるものであってよい。ただし、前記自己組み立て複合体の自己分解が促進される環境では、前記放出時間は、０．５秒～１分であってよい。また、前記自己組み立て複合体の自己分解が促進される環境では、前記放出時間は、０．５秒～１０秒であってよい。
前記有効成分は、前記自己組み立て複合体に担持されて自己分解時に放出され得る物質であってよい。例えば、前記有効成分は、アデノシン、グアノシン、ウリジン、シチジン、ドキソルビシン、薬物、タンパク質、有機酸、有機塩基、香料および染料のうち少なくともいずれか一つであってよい。前記薬物は、トリアムシノロンアセトニド（ｔｒｉａｍｃｉｎｏｌoｎｅ ａｃｅｔｏｎｉｄｅ）であってよい。
前記リガンドは、前記鉄イオンと配位結合（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｂｏｎｄ）して自己組み立てされ得る物質であってよい。前記リガンドは、前記リガンドと結合して金属錯化合物を形成することができる。
前記リガンドは、ホスフェートおよびホスホネートのうち少なくともいずれか一つを含むものであってよい。前記ホスフェート（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）またはホスホネート（ｐｈｏｓｐｈｏｎａｔｅ）は、前記鉄イオンと配位結合できる部分であってよい。
例えば、前記リガンドは、ＡＭＰ（アデノシン一リン酸、Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｍｏｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＡＤＰ（アデノシン二リン酸、Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＡＴＰ（アデノシン三リン酸、Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＴＭＰ（チミジン一リン酸、Ｔｈｙｍｉｄｉｎｅ ｍｏｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＴＤＰ（チミジン二リン酸、Ｔｈｙｍｉｄｉｎｅ ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＴＴＰ（チミジン三リン酸、Ｔｈｙｍｉｄｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＣＭＰ（シチジン一リン酸、Ｃｙｔｉｄｉｎｅ ｍｏｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＣＤＰ（シチジン二リン酸、Ｃｙｔｉｄｉｎｅ ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＣＴＰ（シチジン三リン酸、Ｃｙｔｉｄｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＧＭＰ（グアノシン一リン酸、Ｇｕａｎｏｓｉｎｅ ｍｏｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＧＤＰ（グアノシン二リン酸、Ｇｕａｎｏｓｉｎｅ ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＧＴＰ（グアノシン三リン酸、Ｇｕａｎｏｓｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＵＭＰ（ウリジン一リン酸、Ｕｒｉｄｉｎｅ ｍｏｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＵＤＰ（ウリジン二リン酸、Ｕｒｉｄｉｎｅ ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＵＴＰ（ウリジン三リン酸、Ｕｒｉｄｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ＡＥＰ（２－アミノエチルホスホン酸、２－ａｍｉｎｏｅｔｈｙｌｐｈｏｓｐｈｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、ＴＮＡ（トレオース核酸、Ｔｈｒｅｏｓｅ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）、ＧＮＡ（グリコール核酸、ｇｌｙｃｏｌ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）、ＨＮＡ（１，５－アンヒドロヘキシトール核酸、１，５－ａｎｈｙｄｒｏｈｅｘｉｔｏｌ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）、ＡＮＡ（１，５－アンヒドロアトリトール核酸、１，５－ａｎｈｙｄｒｏａｔｒｉｔｏｌ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）、ＦＡＮＡ（２’－デオキシ－２’－フルオロアラビノ核酸、２’－ｄｅｏｘｙ－２’－ｆｌｕｏｒｏａｒａｂｉｎｏ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）およびＣｅＮＡ（シクロヘキシニル核酸、ｃｙｃｌｏｈｅｘｅｎｙｌ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）のうち少なくともいずれか一つであるものであってよい。
前記鉄イオンは、例えば、前記リガンドのリン酸基部位等、電子が豊富な部位と配位結合して金属錯化合物を形成することができる。
前記自己組み立て複合体は、少なくとも一部がラウンド形態に形成され得る。または、前記自己組み立て複合体は、球形に形成され得る。前記自己組み立て複合体は、複数個の前記鉄イオンおよびリガンドが結合して形成されるものであってよい。前記鉄イオンおよびリガンドは、５：１～１：１のモル濃度比率で結合でき、好ましくは、１：１のモル濃度比率で結合できる。
前記自己組み立て複合体は、隣り合う前記鉄イオンとリガンドとの間に配位結合、π－π相互作用および水素結合のうち少なくともいずれか一つによって少なくとも一部がラウンドである形態であるか球形を形成するものであってよい。前記自己組み立て複合体は、これらの相互作用または結合によってそれぞれの鉄イオンおよびリガンドが密に密着し得る。従って、前記自己組み立て複合体は、前記鉄イオンおよびリガンドが密に固まって形成されるものであってよい。
前記自己組み立て複合体は、前記リガンドの種類または配合比率によってさらに密に形成されるか緩く形成され得る。前記配合比率をモル濃度比率であってよい。
前記リガンドは、１種または２種以上が共に含まれて自己組み立て複合体を形成することができる。
前記リガンドが例えば二リン酸または三リン酸を含む場合、前記自己組み立て複合体は、親水性（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｉｔｙ）を有し得る。前記リガンドが三リン酸を含む場合、前記自己組み立て複合体は、－２価の負電荷を帯び得る。また、前記リガンドが二リン酸を含む場合、前記自己組み立て複合体は、－１価の負電荷を帯び得る。前記リガンドが二リン酸または三リン酸を含む場合は、前記リガンドがＡＤＰ、ＡＴＰ、ＴＤＰ、ＴＴＰ、ＣＤＰ、ＣＴＰ、ＧＤＰ、ＧＴＰ、ＵＤＰおよびＵＴＰのうち少なくともいずれか一つである場合を意味し得る。
また、前記リガンドが例えば一リン酸を含む場合、前記自己組み立て複合体は、疎水性（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ）を有し得る。前記リガンドが一リン酸を含む場合、前記自己組み立て複合体は、中性を帯び得る。前記リガンドが一リン酸を含む場合は、前記リガンドがＡＭＰ、ＴＭＰ、ＣＭＰ、ＧＭＰおよびＵＭＰのうち少なくともいずれか一つである場合を意味し得る。
また、前記リガンドは、ＡＭＰおよびＡＴＰが混合されて含まれ得る。この場合、前記自己組み立て複合体は、親水性（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｉｔｙ）を有し得る。前記リガンドがＡＭＰおよびＡＴＰが混合されたものである場合、前記ＡＭＰおよびＡＴＰが２：１～１：２のモル濃度比率で含まれるものであってよい。好ましくは、前記ＡＭＰおよびＡＴＰは、１：１のモル濃度比率で含まれるものであってよい。
前記リガンドがＡＴＰである場合、前記自己組み立て複合体は、球形の形態を帯び、均一な直径に形成され得る。このとき、前記自己組み立て複合体同士の固まりが起こらないことがある。前記自己組み立て複合体の直径は、前記リガンドおよび鉄イオンの濃度によって変わり得るが、同じ濃度では均一に形成され得る。
前記リガンドがＡＭＰ、ＡＭＰとＡＤＰの混合リガンドまたはＡＭＰとＡＴＰの混合リガンドである場合、前記自己組み立て複合体は、球形に形成され得、前記自己組み立て複合体同士で集合体を形成することができる。前記自己組み立て複合体が結合した集合体は、特定形状を有しなくてよい。この場合、複数の前記自己組み立て複合体が集合体を形成して３次元的形状を有し得る。
前記自己組み立て複合体は、自発的に自己分解され得る。前記自己組み立て複合体が自己分解される場合、生体内および生体外で１日～９０日間自己分解されるものであってよい。前記自己組み立て複合体は、自己分解されながら鉄イオンまたはリガンドを放出でき、前記自己組み立て複合体に有効成分が担持されている場合、前記有効成分を共に放出できる。
前記自己組み立て複合体は、前記有効成分を徐放型に放出できる。
前記自己組み立て複合体は、前記リガンドの種類によって自己分解速度が変わり得る。前記リガンドの種類および配合比によって前記自己組み立て複合体の電荷および性質が変わり得、そのような特性によって前記自己組み立て複合体が自己組み立てされた程度が変わり得る。従って、前記リガンドの種類および配合比を調節して分解速度を調節できる。
例えば、リガンドがＡＭＰである場合、一つのリン酸基が鉄イオン（Ｆｅ２＋）と配位結合を形成し、前記自己組み立て複合体は、中性を帯びるようになる。ここで、前記鉄イオンは、水分子とさらに結合できる。前記中性の自己組み立て複合体は、疎水性特性によってさらに密にパッキング（ｐａｃｋｉｎｇ）され得、この場合、自己分解がゆっくり進行し得る。
また、例えば、リガンドがＡＤＰである場合、二つのリン酸基が鉄イオンと配位結合を形成し、前記自己組み立て複合体は、－１価の電荷を帯び得る。しかし、この場合は、－２価の電荷を帯びる場合であるＡＴＰリガンドを使用した場合よりは電荷が小さくてパッキングがさらに緩く形成され得る。また、この場合は、リガンドがＡＭＰである場合よりもパッキングがさらに緩く形成され得る。従って、リガンドがＡＤＰである場合、自己分解が速く進行し得る。
例えば、リガンドの種類がＡＭＰ、ＡＤＰ、ＡＴＰおよびＡＭＰ＋ＡＴＰの混合リガンドがある場合、自己分解が進行する速度は、ＡＭＰ、ＡＴＰ、ＡＭＰ＋ＡＴＰおよびＡＤＰの順に速くなり得る。
前記自己分解が進行する速度は、前記有効成分、鉄イオンおよびリガンドのうち少なくともいずれか一つの放出速度に該当し得る。
前記自己組み立て複合体は、１日～９０日間自己分解され得る。ただし、前記自己組み立て複合体が生体内で自己分解される場合、３日以内に自己分解され得る。
また、前記自己組み立て複合体を特定条件に置くと自己分解がさらに速く進行し得る。前記自己組み立て複合体は、キレート化剤を含む条件、強酸条件および強塩基条件のうち少なくともいずれか一つの条件で自己分解が促進され得る。
前記キレート化剤は、前記リガンドの代わりに鉄イオンと結合を形成して前記自己組み立て複合体が自己分解されることを促進させることができる。前記キレート化剤は、前記鉄イオンに対して前記リガンドより親和力の高い物質であってよく、例えば、ＥＤＴＡであってよい。
また、前記強酸または強塩基条件は、前記鉄イオンとリガンドの結合が分解されることを促進させることができ、やはり前記自己組み立て複合体の自己分解を促進させることができる。前記強酸は、例えば、塩酸（ＨＣｌ）であってよく、前記強塩基は、例えば、ＮａＣｌであってよい。
例えば、前記強酸条件のｐＨは２～５であり、前記強塩基条件のｐＨは９～１２であってよい。また、好ましくは、前記強酸条件のｐＨは３～４であり、前記強塩基条件のｐＨは１０～１１であってよい。
前記自己組み立て複合体の自己分解が促進される場合、０．５秒～１０秒間自己分解され得る。
前記自己組み立て複合体は、鉄イオンを含んでおり、常磁性を有し得る。前記自己組み立て複合体が大きく形成されるほど磁気モーメントが大きく形成されるものであってよい。従って、前記自己組み立て複合体が大きく形成されるほど磁場を印加すると磁場による引力（または斥力）がさらに大きく作用し得る。言い換えれば、生体内および生体外で前記自己組み立て複合体に磁場印加する場合、前記自己組み立て複合体が大きく形成されるほどさらに速く拡散されるものであってよい。
また、外部磁場が形成された場合にのみ磁性を帯びるので、体内および体外で前記自己組み立て複合体を調節することが容易であり得る。
前記自己組み立て複合体は、常磁性特性によってＭＲＩ造影剤として利用できる。好ましくは、前記自己組み立て複合体は、Ｔ２造影剤として利用され得る。
また、前記リガンドがＡＭＰである場合、前記自己組み立て複合体が非常に密に形成され得、前記自己組み立て複合体が３次元的に組み立てされて堅く形成され得る。前記リガンドがＡＭＰである場合、２次元プレート（ｐｌａｔｅ）構造または３次元スキャフォールド（ｓｃａｆｆｏｌｄ）構造を形成することができ、人工骨の材料として使用され得る。
前記自己組み立て複合体を利用して形成される２次元または３次元の構造もまた自己組み立て複合体と同様に自己組み立て、自己分解および常磁性を有し得る。前記２次元構造は、磁場を印加する場合、常磁性によって回転し得る。
前記２次元プレート構造または３次元スキャフォールド構造の場合、内部に気孔を含んでいてよい。前記気孔には、細胞、薬物およびその他の伝達物質のうち少なくともいずれか一つを担持できる。従って、前記構造体を生体内に移植して細胞等のような物質を生体内に伝達できる。
例えば、ＰＭＭＡ粒子をモールドとして使用して作った後、ＰＭＭＡを溶かして除去できる。このとき、ＰＭＭＡが除去された空いた空間に薬物または細胞等の伝達物質を入れて生体内に伝達するキャリアとして利用できる。
前記自己組み立て複合体は、物質伝達キャリア、細胞培養培地、Ｔ２造影剤および人工骨の材料のうち少なくともいずれか一つとして使用されるものであってよい。
以下、本発明の実施例および比較例を記載する。しかし、下記実施例は、本発明の好ましい一実施例であるだけで、本発明の権利範囲が下記実施例によって制限されるものではない。
［実施例］
１．実施例１（Ｆｅ－ＡＭＰ）
Ｆｅ－ＡＭＰ自己組み立て複合体を製造した。
１．実施例１（Ｆｅ－ＡＭＰ）
Ｆｅ－ＡＭＰ自己組み立て複合体を製造した。
ＦｅＣｌ２溶液およびＡＭＰ溶液をそれぞれ２０ｍＭの濃度で含むＤＩウォーターを準備した。
ＦｅＣｌ２溶液１ｍＬをＡＭＰ溶液１ｍＬ（同じ濃度）に添加し、ボルテックスミキサーで混合した。混合された溶液は、３７℃で１２時間の間インキュベーションした。
自発的な自己組み立てが形成された後、Ｆｅ－ＡＭＰ自己組み立て体を含む溶液は、１００００ｒｐｍで５分間遠心分離した。
反応していない試薬を除去するために、溶液の上清液を捨ててＤＩウォーターを添加して遠心分離する過程を２回繰り返した。
洗滌後、収集されたＦｅ－ＡＭＰ自己組み立て体粒子をＤＩウォーター２ｍＬに分散させた。
２．実施例２（Ｆｅ－ＡＤＰ）
Ｆｅ－ＡＤＰ自己組み立て複合体を製造した。
Ｆｅ－ＡＤＰ自己組み立て複合体を製造した。
ＦｅＣｌ２溶液およびＡＤＰ溶液をそれぞれ２０ｍＭで含むＤＩウォーターを準備した。ＦｅＣｌ２溶液１ｍＬをＡＴＰ溶液１ｍＬ（同じ濃度）に添加し、ボルテックスミキサーで混合した。混合された溶液を３７℃で１２時間の間インキュベーションした。自発的な自己組み立てが形成された後、Ｆｅ－ＡＤＰ自己組み立て体を含む溶液は、１００００ｒｐｍで５分間遠心分離した。
反応していない試薬を除去するために、溶液の上清液を捨ててＤＩウォーターを添加した後、遠心分離する過程を２回遂行した。
洗滌後、収得されたＦｅ－ＡＤＰ自己組み立て体粒子をＤＩウォーター２ｍＬに分散させた。
３．実施例３（Ｆｅ－ＡＴＰ）
大きさを調節できるＦｅ－ＡＴＰ自己組み立て体を合成した。
大きさを調節できるＦｅ－ＡＴＰ自己組み立て体を合成した。
ＦｅＣｌ２溶液およびＡＴＰ溶液を含むＤＩウォーターを多様な濃度で準備した。ＦｅＣｌ２とＡＴＰ溶液は、それぞれ２．５ｍＭ、５ｍＭ、１０ｍＭ、２０ｍＭ、および３０ｍＭの濃度で、１００ｎｍ、３００ｎｍ、１０００ｎｍ、１５００ｎｍおよび３０００ｎｍの大きさのＦｅ－ＡＴＰ自己組み立て体粒子を生成できる。
１ｍＬのＦｅＣｌ２溶液を１ｍＬのＡＴＰ溶液（同じ濃度）に添加し、ボルテックスミキサー（ｖｏｒｔｅｘ ｍｉｘｅｒ）で混合した。この混合された溶液は、３７℃で１２時間の間インキュベーションした。自己組み立てが形成された後、Ｆｅ－ＡＴＰ自己組み立て体を含む溶液は、１００００ｒｐｍで５分間遠心分離した。
反応していない試薬を除去するために、上清液を捨ててＤＩウォーターを添加して溶液を遠心分離する過程を２回遂行した。
洗滌後、収集されたＦｅ－ＡＴＰ自己組み立て体粒子を２ｍＬ ＤＩウォーターに分散させた。１００ｍＭ ＥＤＴＡ溶液１００μＬをこの分散液に穏やかに添加し、数秒以内にＦｅ－ＡＴＰの自己分解を観察した。
Ｆｅ－（ＡＭＰ＋ＡＴＰ）自己組み立て複合体を製造した。
ＦｅＣｌ２溶液、ＡＭＰ溶液およびＡＴＰ溶液をそれぞれ１０ｍＭの濃度で含むＤＩウォーターを準備した。
ＦｅＣｌ２溶液１ｍＬ、ＡＭＰ溶液１ｍＬおよびＡＴＰ溶液１ｍＬ（同じ濃度）をボルテックスミキサーを利用して混合した。混合された溶液は、３７℃で１２時間の間インキュベーションした。
自発的な自己組み立てが形成された後、Ｆｅ－（ＡＭＰ＋ＡＴＰ）自己組み立て体を含む溶液は、１００００ｒｐｍで５分間遠心分離した。
反応していない試薬を除去するために、溶液の上清液を捨ててＤＩウォーターを添加して遠心分離する過程を２回繰り返した。
洗滌後、収集されたＦｅ－（ＡＭＰ＋ＡＴＰ）自己組み立て体粒子をＤＩウォーター２ｍＬに分散させた。
［実験方法］
１．走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）イメージング
自己組み立て複合体の形態的特性を確認するために、ＳＥＭ（ＦＥＩ、Ｑｕａｎｔａ ２５０ ＦＥＧ）イメージングを遂行した。製造された自己組み立て複合体を収集して室温の真空オーブンで乾燥させ、ＳＥＭイメージング前に９０秒間白金めっきを遂行した。
１．走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）イメージング
自己組み立て複合体の形態的特性を確認するために、ＳＥＭ（ＦＥＩ、Ｑｕａｎｔａ ２５０ ＦＥＧ）イメージングを遂行した。製造された自己組み立て複合体を収集して室温の真空オーブンで乾燥させ、ＳＥＭイメージング前に９０秒間白金めっきを遂行した。
２．試料振動式磁束計（ＶＳＭ、Ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｓａｍｐｌｅ ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｒｙ）測定
自己組み立て複合体の磁気的特性を分析するために、室温で－１９０００Ｏｅから１９０００Ｏｅの間の磁場を印加してＶＳＭ（Ｔｅｃｎａｉ ２０、ＦＥＩ、ＵＳＡ）測定を遂行した。サンプルの乾燥重量に対して正規化した後、生成された磁気モーメントが可逆ヒステリシスループ（ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｌｏｏｐ）に表示された。
自己組み立て複合体の磁気的特性を分析するために、室温で－１９０００Ｏｅから１９０００Ｏｅの間の磁場を印加してＶＳＭ（Ｔｅｃｎａｉ ２０、ＦＥＩ、ＵＳＡ）測定を遂行した。サンプルの乾燥重量に対して正規化した後、生成された磁気モーメントが可逆ヒステリシスループ（ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｌｏｏｐ）に表示された。
３．透過電子顕微鏡（ＴＥＭ、Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）およびエネルギー分散Ｘ線分光器（ＥＤＳ、Ｅｎｅｒｇｙ－ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）マッピング
自己組み立て複合体の大きさおよび元素組成を確認するために、ＴＥＭイメージングおよびＥＤＳマッピング（Ｔｅｃｎａｉ ２０、ＦＥＩ、ＵＳＡ）を遂行した。
自己組み立て複合体の大きさおよび元素組成を確認するために、ＴＥＭイメージングおよびＥＤＳマッピング（Ｔｅｃｎａｉ ２０、ＦＥＩ、ＵＳＡ）を遂行した。
４．現場光学顕微鏡イメージング（Ｉｎ ｓｉｔｕ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ ｉｍａｇｉｎｇ）
Ｆｅ－ＡＴＰ自己組み立て複合体が自発的に自己組み立てまたは自己分解される様子を確認し、前記自己組み立て複合体に磁場を印加した時に移動する速度および方向を確認するために現場光学顕微鏡イメージング（Ｎｉｋｏｎ Ｅｃｌｉｐｓｅ Ｔｓ２）を遂行した。
Ｆｅ－ＡＴＰ自己組み立て複合体が自発的に自己組み立てまたは自己分解される様子を確認し、前記自己組み立て複合体に磁場を印加した時に移動する速度および方向を確認するために現場光学顕微鏡イメージング（Ｎｉｋｏｎ Ｅｃｌｉｐｓｅ Ｔｓ２）を遂行した。
５．２Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰプレート合成
２Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰプレート合成のために、５００ｍＭ ＡＭＰ溶液を含むＤＩウォーター２０ｍＬ、５００ｍＭ ＦｅＣｌ２溶液を含むＤＩウォーター２０ｍＬおよびローダミン（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ、Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ ６Ｇ、ＣＡＳ：９８９－３８－８、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ）溶液を含むＤＩウォーター２ｍＬ（５ｍｇ／ｍＬ）を準備した。
２Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰプレート合成のために、５００ｍＭ ＡＭＰ溶液を含むＤＩウォーター２０ｍＬ、５００ｍＭ ＦｅＣｌ２溶液を含むＤＩウォーター２０ｍＬおよびローダミン（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ、Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ ６Ｇ、ＣＡＳ：９８９－３８－８、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ）溶液を含むＤＩウォーター２ｍＬ（５ｍｇ／ｍＬ）を準備した。
まず、ローダミン溶液２ｍＬを５００ｍＭ ＦｅＣｌ２溶液２０ｍＬに添加した。この溶液に５００ｍＭ ＡＭＰ溶液２０ｍＬを添加し、室温で１時間の間ボルテックスミキサー（ｖｏｒｔｅｘ ｍｉｘｅｒ）を使用して混合した。ローダミンが担持されたＦｅ－ＡＭＰ自己組み立て体を収集するために、混合溶液を１２０００ｒｐｍで１０分間遠心分離し、上清液は捨てた。反応していない試薬を除去するために、ＤＩウォーター４０ｍＬをローダミンが担持されたＦｅ－ＡＭＰ自己組み立て体に添加し、１２０００ｒｐｍで１０分間遠心分離する過程を４回繰り返した。
それから、ローダミンが担持されたＦｅ－ＡＭＰ自己組み立て体を３７℃のオーブンで５日間乾燥した。乾燥した自己組み立て体を収集し、モルタル（ｍｏｒｔａｒ）を使用して粉砕した。約１０ｍｇの自己組み立て体を利用してハンドプレスで２Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰプレート（直径１３ｍｍ、高さ１ｍｍ）を製造した。
この２ＤプレートをＰＢＳ溶液に入れ、磁場を印加してプレートを観察した。永久磁石の位置による２Ｄプレートの動きおよび１Ｍ ＥＤＴＡ溶液を含むＤＩウォーター１ｍＬを添加した後の２Ｄプレートの自己分解を光学蛍光顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ Ｅｃｌｉｐｓｅ Ｔｓ２）を通して観察した。
６．２Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰ細胞シート製造
２Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰに細胞を培養する実験を遂行した。
２Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰに細胞を培養する実験を遂行した。
細胞シーディング（ｃｅｌｌ ｓｅｅｄｉｎｇ）前に、５番実験で製造した２Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰプレートを切って４８－ウェル細胞プレート（４８－ｗｅｌｌ ｃｅｌｌ ｐｌａｔｅ）に入れた。このプレートを１０％熱－不活性されたウシ胎児血清（ｈｅａｔ－ｉｎａｃｔｉｖａｔｅｄ ｆｅｔａｌ ｂｏｖｉｎｅ ｓｅｒｕｍ）、４ｍＭ Ｌ－グルタミン（Ｌ－ｇｌｕｔａｍｉｎｅ）、および５０Ｕ／ｍＬペニシリン／ストレプトマイシン（ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｎ ａｎｄ ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｉｎ）が含まれた高グルコース（ｈｉｇｈ ｇｌｕｃｏｓｅ）Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅａｇｌｅ Ｍｅｄｉｕｍ（ＤＭＥＭ）の成長培地５０μＬで３７℃、５％ ＣＯ２の条件で培養し、培地は、２４時間の間８時間毎に取り替えた。
その後、ヒト間葉系幹細胞（ｈＭＳＣｓ、ｈｕｍａｎ ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ、Ｌｏｎｚａ、ＰＴ－２５０１、ｐａｓｓａｇｅ ＃５）を２Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰプレートに約２×１０５ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２の密度でシーディングした後、細胞培養後４８時間に２Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰ細胞プレート（細胞が付着された２Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰプレート）を収集した。収集した２Ｄ－Ｆｅ－ＡＭＰ細胞プレートをひっくり返してＰＢＳ溶液に入れた。この２Ｄ－Ｆｅ－ＡＭＰ細胞プレートを１Ｍ ＥＤＴＡ溶液を含むＤＩウォーター１ｍＬに入れるや否や自己分解され、光学蛍光顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ Ｅｃｌｉｐｓｅ Ｔｓ２）を通して観察した。
７．３Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰ骨スキャフォールド製造
ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ、ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））浸出方法を利用して３Ｄ Ｆe－ＡＭＰ巨大多孔性骨支持体（ｍａｃｒｏｐｏｒｏｕｓ ｂｏｎｅ ｓｃａｆｆｏｌｄ）を合成した。
ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ、ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））浸出方法を利用して３Ｄ Ｆe－ＡＭＰ巨大多孔性骨支持体（ｍａｃｒｏｐｏｒｏｕｓ ｂｏｎｅ ｓｃａｆｆｏｌｄ）を合成した。
まず、円筒形ポリエチレンモールド（直径８ｍｍ）にＰＭＭＡ３００ｍｇ（直径１２５～１５０μｍ；Ｂａｎｇｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、ＢＢ０５Ｎ）を充填した。このモールドに、２Ｍ ＦｅＣｌ２を含むＤＩウォーター２００μＬを添加し、ボルテックスミキサー（ｖｏｒｔｅｘ ｍｉｘｅｒ）を利用して５分間穏やかに混合した。この混合物を含むモールドを密封し、２５℃で１日間維持した。
その後、３Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰ集合体をモールドから分離し、振とう条件（ｓｈａｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ、１００ｒｐｍ）で３日間ジクロロメタン（ＤＣＭ、ｄｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）５０ｍＬに浸漬してＰＭＭＡを浸出させた。ＤＣＭは、２４時間毎に取り替えた。３日後、３Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰ集合体をＤＩウォーター５０ｍＬに３０分間浸漬させてから乾燥した。
この後、３Ｄ Ｆｅ－ＡＭＰ集合体を１ｃｍまたは１．５ｃｍの高さに切断した後、骨治癒治療前３０分間紫外線を照射して殺菌した。
８．ドキソルビシン（ｄｏｘｏｒｕｂｉｃｉｎ）放出実験
自己組み立て複合体の物質伝達性能を実験するためにドキソルビシン放出実験を遂行した。ドキソルビシン（ｄｏｘｏｒｕｂｉｃｉｎ、ＢＯＲＹＵＮＧ製薬、Ａ．Ｄ．Ｍｙｃｉｎ、品目基準コード：１９９００１００７）を含むＦｅ－ＡＴＰ、Ｆｅ－ＡＤＰ、Ｆｅ－ＡＭＰまたはＦｅ－（ＡＴＰ＋ＡＭＰ、１：１）自己組み立て体を合成するために、ＦｅＣｌ２、ＡＴＰ、ＡＤＰおよびＡＭＰ溶液を含むＤＩウォーター（濃度１００ｍＭ、いずれも同じ濃度）をそれぞれ準備した。
自己組み立て複合体の物質伝達性能を実験するためにドキソルビシン放出実験を遂行した。ドキソルビシン（ｄｏｘｏｒｕｂｉｃｉｎ、ＢＯＲＹＵＮＧ製薬、Ａ．Ｄ．Ｍｙｃｉｎ、品目基準コード：１９９００１００７）を含むＦｅ－ＡＴＰ、Ｆｅ－ＡＤＰ、Ｆｅ－ＡＭＰまたはＦｅ－（ＡＴＰ＋ＡＭＰ、１：１）自己組み立て体を合成するために、ＦｅＣｌ２、ＡＴＰ、ＡＤＰおよびＡＭＰ溶液を含むＤＩウォーター（濃度１００ｍＭ、いずれも同じ濃度）をそれぞれ準備した。
ドキソルビシン溶液（濃度：２ｇ／Ｌ）６ｍＬに１００ｍＭ ＡＴＰ（またはＡＤＰ、ＡＭＰ、ＡＴＰ＋ＡＭＰ）溶液２ｍＬおよび１００ｍＭ ＦｅＣｌ２溶液２ｍＬを添加し、ボルテックスミキサーで混合した。反応していない試薬を除去するために、上清液を捨てて、ＤＩウォーターを添加した後、残りの溶液に遠心分離を２回遂行した。
洗滌後、収集されたＦｅ－ＡＴＰ自己組み立て体粒子をＰＢＳ溶液（ｐＨ７．４）１ｍＬに分散させ、透析バッグ（ｄｉａｌｙｓｉｓ ｂａｇ、ＳｎａｋｅＳｋｉｎＴＭ Ｄｉａｌｙｓｉｓ Ｔｕｂｉｎｇ、７ｋＤａ ＭＷＣＯ）に移した。Ｆｅ－ＡＴＰ（またはＦｅ－ＡＤＰ、Ｆｅ－ＡＭＰ、Ｆｅ－（ＡＴＰ＋ＡＭＰ、１：１））自己組み立て体が入っている透析バッグをバイアル（ｖｉａｌ）に入れ、ＰＢＳ溶液（ｐＨ７．４）４ｍＬをバイアルに添加して全体体積を５ｍＬに維持させた。１、３、７日目に、Ｆｅ－ＡＴＰ（またはＦｅ－ＡＤＰ、Ｆｅ－ＡＭＰ、Ｆｅ－（ＡＴＰ＋ＡＭＰ、１：１））自己組み立て体がある透析バッグを含むバイアルで上清液を収集して放出されたドキソルビシンの濃度を測定した。
ＰＢＳ溶液は、全体体積が５ｍＬに維持されるようにさらにバイアルに添加された。サンプル溶液は、０．５μｍ注射器フィルタ（ｓｙｒｉｎｇｅ ｆｉｌｔｅｒ、Ａｄｖａｎｔｅｃ）を利用してろ過し、上清液をＵＶ－Ｖｉｓ分光法で分析した。
９．実験成分
前記実験で使用した物質は、下記のとおりである。
前記実験で使用した物質は、下記のとおりである。
ＡＴＰ：Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ５’－ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｄｉｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ ｈｙｄｒａｔｅ（９９％、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ、５ｇ、ｃａｔ．Ｎｏ．Ａ２６２０９）
ＡＭＰ：Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ－５’－ｍｏｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｄｉｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ（Ｊ６１６４３、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ）
ＡＤＰ：Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ５’－ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ（Ａ２７５４、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ）
ＦｅＣｌ２：Ｉｒｏｎ（ＩＩ） ｃｈｌｏｒｉｄｅ（９７％、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ、２５ｇ、ｃａｔ．Ｎｏ．３７２８７０）
ＥＤＴＡ：Ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ（ＥＤＴＡ、９９．５％、Ｊｕｎｓｅｉ、５００ｇ、ｃａｔ．Ｎｏ．１７３８５Ｓ０４０１）
Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ：Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ ６Ｇ（ＣＡＳ：９８９－３８－８、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ）
ＰＭＭＡ：ＰＭＭＡ（１２５ ｔｏ １５０μｍ ｉｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ；Ｂａｎｇｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、ＢＢ０５Ｎ）
Ｄｏｘｏｒｕｂｉｃｉｎ：ＢＯＲＹＵＮＧ製薬、Ａ．Ｄ．Ｍｙｃｉｎ（品目基準コード：１９９００１００７）
［実験例］
１．形態分析
図２乃至４は、Ｆｅ－ＡＭＰ、Ｆｅ－ＡＤＰおよびＦｅ－ＡＴＰ自己組み立て体それぞれの形態および成分を分析した図である。ＥＤＳマッピングは、鉄（Ｆｅ）およびリン（Ｐ）元素に対して遂行した。
ＡＭＰ：Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ－５’－ｍｏｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｄｉｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ（Ｊ６１６４３、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ）
ＡＤＰ：Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ５’－ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ（Ａ２７５４、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ）
ＦｅＣｌ２：Ｉｒｏｎ（ＩＩ） ｃｈｌｏｒｉｄｅ（９７％、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ、２５ｇ、ｃａｔ．Ｎｏ．３７２８７０）
ＥＤＴＡ：Ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ（ＥＤＴＡ、９９．５％、Ｊｕｎｓｅｉ、５００ｇ、ｃａｔ．Ｎｏ．１７３８５Ｓ０４０１）
Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ：Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ ６Ｇ（ＣＡＳ：９８９－３８－８、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ）
ＰＭＭＡ：ＰＭＭＡ（１２５ ｔｏ １５０μｍ ｉｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ；Ｂａｎｇｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、ＢＢ０５Ｎ）
Ｄｏｘｏｒｕｂｉｃｉｎ：ＢＯＲＹＵＮＧ製薬、Ａ．Ｄ．Ｍｙｃｉｎ（品目基準コード：１９９００１００７）
［実験例］
１．形態分析
図２乃至４は、Ｆｅ－ＡＭＰ、Ｆｅ－ＡＤＰおよびＦｅ－ＡＴＰ自己組み立て体それぞれの形態および成分を分析した図である。ＥＤＳマッピングは、鉄（Ｆｅ）およびリン（Ｐ）元素に対して遂行した。
図２の上側図面でＳＥＭイメージがＦe－ＡＴＰ自己組み立て体が均一な大きさを持って形成されたことを示す。また、ＴＥＭおよびＥＤＳイメージで鉄（Ｆｅ）およびリン（Ｐ）元素が存在することを確認でき（図２の右下）、鉄イオン（Ｆｅ２＋）およびＡＴＰが１：１の比率で含まれていることを確認できる。
図３は、Ｆｅ－ＡＤＰ自己組み立て体に対する図であり、鉄とリンの存在を確認でき、鉄イオンとＡＤＰが１：１で含まれたことを確認できる。ただし、ＴＥＭおよびＥＤＳイメージから見て自己組み立て体の間に若干の固まりがあることが見られる。
図４は、Ｆｅ－ＡＭＰ自己組み立て体に対する図であり、鉄とリンの存在を確認でき、鉄イオンとＡＭＰが１：１で含まれたことを確認できる。ただし、ＴＥＭイメージで自己組み立て体の間に３次元的に集合体が多く形成されたことを確認できる。
２．自己組み立ておよび自己分解確認
鉄イオンとリガンドが自己組み立ておよび自己分解されることを観察した。ここで、リガンドは、ＡＴＰを使用した。
鉄イオンとリガンドが自己組み立ておよび自己分解されることを観察した。ここで、リガンドは、ＡＴＰを使用した。
図５において、鉄イオンとＡＴＰとの間に自発的に３分程度後に自己組み立てされた粒子が見られ、１０分以内に自己組み立て体が速く形成されることを確認できる。図６においては、ＥＤＴＡがある条件で形成された自己組み立て体が分解されることを観察したものであり、１０秒以内に自己組み立て体が全て分解されて消えることを確認できる。
３．自己組み立て体の大きさによる特性確認
図７において、鉄イオンとＡＴＰの濃度を異なるようにして自己組み立て体の大きさを調節しながら自己組み立て体を製造し、特性を分析した。多様な大きさのＦｅ－ＡＴＰ自己組み立て体は、互いに異なる磁気特性を示し、磁場印加時、移動速度で異なるように現れた。図８は、Ｆｅ－ＡＤＰでの可逆的磁気特性（常磁性）が現れることを示す。
図７において、鉄イオンとＡＴＰの濃度を異なるようにして自己組み立て体の大きさを調節しながら自己組み立て体を製造し、特性を分析した。多様な大きさのＦｅ－ＡＴＰ自己組み立て体は、互いに異なる磁気特性を示し、磁場印加時、移動速度で異なるように現れた。図８は、Ｆｅ－ＡＤＰでの可逆的磁気特性（常磁性）が現れることを示す。
図７のＳＥＭイメージで鉄イオンとＡＴＰの濃度が高いほど球形の自己組み立て体の大きさが大きく形成されることを確認できた。ただし、同じ濃度で形成される自己組み立て複合体の大きさは、ほぼ一定であった。また、自己組み立て体の大きさが大きいほど磁気モーメントが高くなることをＶＳＭ測定結果で確認できる。
また、自己組み立て複合体の大きさが大きいほど永久磁石に引かれてくる速度も速く示された。これは、自己組み立て複合体の大きさが大きいほど磁気モーメントが大きく形成されるためである。
図９乃至１１は、自己組み立て複合体またはこれらの構造体が永久磁石が印加される方向に移動するものであり、自己組み立て体の常磁性を確認できる。図１０は、Ｆｅ－ＡＭＰの２Ｄプレートを製造して実験した結果であり、磁場を印加するとプレートが回転することを確認できる。図１１は、Ｆｅ－ＡＭＰの３次元スキャフォールド構造を形成して実験した結果である。自己組み立て体の形態、大きさ等と関係なく常磁性を有することを確認できる。
図１２は、自己組み立て体が永久磁石に引かれてくる速度を比較したイメージであり、それぞれ１．５μｍ、２μｍ、３μｍおよび３．５μｍの大きさを持って測定した。ここで大きさ差が最も大きい１．５μｍおよび３．５μｍの大きさの場合を比較したとき、速度に二倍以上の差があることを確認できる。これを利用して自己組み立て体の大きさが大きいほど磁気モーメントが大きいことも確認できる。
４．ＭＲＩ造影剤性能確認
Ｆｅ－ＡＴＰ自己組み立て体のＭＲＩ造影剤としての性能を確認する実験を進行し、その結果を図１３に示した。実験は、Ｆｅ－ＡＴＰおよびＦｅ－ＡＴＰ＋ＥＤＴＡの条件で遂行し、対照群として水を利用した。
Ｆｅ－ＡＴＰ自己組み立て体のＭＲＩ造影剤としての性能を確認する実験を進行し、その結果を図１３に示した。実験は、Ｆｅ－ＡＴＰおよびＦｅ－ＡＴＰ＋ＥＤＴＡの条件で遂行し、対照群として水を利用した。
Ｆｅ－ＡＴＰ自己組み立て体は、Ｔ１イメージでは観察されないが、Ｔ２ではＭＲＩ信号を示した。しかし、ＥＤＴＡを含む場合には自己組み立て体が分解されてＴ２信号を得ることができず、ＥＤＴＡがない条件でＦｅとＡＴＰのＴ２造影剤としての性能が発現されることを確認できた。
図１３において、マウスに自己組み立て複合体を注入した図で、対照群（ｃｏｎｔｒｏｌ、緑色円）と比較したとき、Ｃｙ５．５を含む自己組み立て複合体（赤色円）でＴ２イメージが現れることを確認できる。従って、自己組み立て複合体が生体内で安定して作用することを確認できる。
５．生体内で自己組み立て体の特性確認
生体内に自己組み立て体を注入した後、生体外部で磁場を印加して自己組み立て体の磁気的特性を確認し、図１４に示した。ここで、リガンドは、ＡＴＰを使用し、全身蛍光顕微鏡（ｗｈｏｌｅ－ｂｏｄｙ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）を利用して撮影した。赤色部分が自己組み立て体のある部分であり、自己組み立て体が永久磁石のある方向にますます移動して拡散することを確認できる。これにより生体外部で磁場を印加して生体内に自己組み立て体が適用される部位を調節できる。
生体内に自己組み立て体を注入した後、生体外部で磁場を印加して自己組み立て体の磁気的特性を確認し、図１４に示した。ここで、リガンドは、ＡＴＰを使用し、全身蛍光顕微鏡（ｗｈｏｌｅ－ｂｏｄｙ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）を利用して撮影した。赤色部分が自己組み立て体のある部分であり、自己組み立て体が永久磁石のある方向にますます移動して拡散することを確認できる。これにより生体外部で磁場を印加して生体内に自己組み立て体が適用される部位を調節できる。
図１５および１６は、生体内で自己組み立て体が自己分解されることを実験したものである。Ｃｙ５カプセル化されたＦｅ－ＡＴＰ自己組み立て体を利用してＥＤＴＡがある条件とない条件で遂行した。ＥＤＴＡを注入した場合にのみＦｅ－ＡＴＰが自己分解されて広がることを確認できる（図１５）。また、マウスに注入して生物発光イメージを撮影した図１６においては、ＥＤＴＡの存在の有無と関係なく蛍光が観察されたが、ＥＤＴＡを注入した場合にはＦｅ－ＡＴＰ自己組み立て体が分散されてさらに広い範囲で観察された。
図１７は、ローダミンを含有したＦｅ－ＡＭＰの２次元プレート構造がＥＤＴＡを注入した環境で速く自己分解されることを示す。ＥＤＴＡを注入した後、１分程度になったとき、ほとんどの自己組み立て複合体が分解され、５分後には自己組み立て複合体が見つけられなかった。
６．薬物伝達実験
自己組み立て体に薬物を担持した後、放出する実験を遂行し、図１８および２１に示した。
自己組み立て体に薬物を担持した後、放出する実験を遂行し、図１８および２１に示した。
図１８および１９は、ドキソルビシンを利用して実験した模式図と結果である。模式図は、鉄イオンとリガンドが自己組み立てされるとき、これらの稠密構造内にドキソルビシンが浸透して担持されることを示す。図１９は、リガンドの種類によってドキソルビシンが放出される時間をグラフで示したものである。リガンドの種類を除く他の条件は全て同一に適用され、最も密にパッキングされるＦｅ－ＡＭＰで放出量が最も少なく、最も緩くパッキングされるＦｅ－ＡＤＰで最も速く放出されることを確認できる。従って、リガンドの種類を調節して生体内で薬物が放出される時間を調節できる。
図２０および２１は、トリアムシノロンアセトニド（ｔｒｉａｍｃｉｎｏｌｏｎｅ ａｃｅｔｏｎｉｄｅ）を利用して実験した模式図と結果である。自己組み立て複合体が自己分解されながらトリアムシノロンアセトニドが放出され、グラフで約７０日が経った後にも累積放出量が増加することを確認できる。
本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須な特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施され得るということを理解できるだろう。それゆえ、以上において記述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解すべきである。本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味および範囲、そして、その均等概念から導出される全ての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
Claims (19)
- 鉄イオン、および
１種以上のリガンドを含み、
前記リガンドと鉄イオンが可逆的に自己組み立てまたは自己分解され、
前記リガンドと鉄イオンが自己組み立てされて少なくとも一部がラウンド形態である組み立て体を形成する、
鉄イオンを含む自己組み立て複合体であって、ここで、
前記リガンドは、ＡＴＰ、ＡＤＰ、ＡＭＰ及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１以上である、自己組み立て複合体。 - 有効成分をさらに含み、
前記有効成分は、前記自己組み立て複合体に担持される、
請求項１に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体であって、ここで、
前記有効成分は、Ｃｙ５、ローダミン、ドキソルビシン及びトリアムシノロンアセトニドからなる群から選択される少なくとも１以上である、自己組み立て複合体。 - 前記有効成分は、前記自己組み立て複合体が自己分解されることで排出され、
前記有効成分は、放出時間の間持続的に放出される、
請求項２に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - 前記放出時間は、１日～９０日である、
請求項３に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - 前記リガンドは、ＡＭＰおよびＡＴＰが混合されたものであり、
前記ＡＭＰおよびＡＴＰが２：１～１：２のモル濃度比率で含まれる、
請求項１に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - 前記リガンドがＡＤＰおよびＡＴＰのうち少なくともいずれか一つを含む場合、前記自
己組み立て複合体は親水性を有し、
前記リガンドがＡＭＰを含む場合、前記自己組み立て複合体は疎水性を有する、
請求項１に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - 前記リガンドは、ＡＭＰ、ＡＤＰ、ＡＤＰとＡＴＰの混合リガンド、およびＡＭＰとＡＴＰの混合リガンドのうち少なくともいずれか一つであり、
前記自己組み立て複合体が球形に備えられ、
複数の前記自己組み立て複合体が互いに付着されて２次元的プレート形状または３次元的集合体を形成する、
請求項１に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - 前記２次元的プレート形状は、磁場の印加時に回転する、
請求項７に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - 前記３次元的集合体は、集合体の内部に気孔を含む、
請求項７に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - 前記２次元的プレート形状および３次元的集合体のうち少なくともいずれか一つは、内
部に細胞を担持して生体内に細胞を伝達する、
請求項７に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - 隣り合う前記リガンドの間のπ－π相互作用、および水素結合のうち少なくともいずれ
か一つ、または
鉄イオンと前記リガンドとの間の配位結合によって自己組み立て複合体を形成する、
請求項１に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - 前記鉄イオンおよび前記リガンドは、５：１～１：１のモル濃度比率で含まれる、
請求項１に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - 前記リガンドの種類によって自己分解速度が変わる、
請求項１に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - １日～９０日間自己分解される、
請求項１に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - キレート化剤を含む条件、強酸条件および強塩基条件のうち少なくともいずれか一つの条件で自己分解が促進され、
前記強酸条件のｐＨは２～５であり、前記強塩基条件のｐＨは９～１２である、
請求項１に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - 自己分解が促進されて０．５秒～１分間自己分解される、
請求項１２に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - 前記自己組み立て複合体は、常磁性を有し、
前記自己組み立て複合体が大きく形成されるほど磁気モーメントが大きく形成される、
請求項１に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - 生体内または生体外で前記自己組み立て複合体に磁場印加する場合、前記自己組み立て複合体が大きく形成されるほどさらに速く拡散される、
請求項１に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。 - 物質伝達キャリア、細胞培養培地、Ｔ２造影剤および人工骨の材料のうち少なくともいずれか一つとして使用される、
請求項１に記載の鉄イオンを含む自己組み立て複合体。
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| Geobiology，2012年，Vol.10，pp.269-279 |
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