JPH04225915A - 微粒子形態のポリ電解質コンプレックスおよび少くとも一つの活性物質を含む薬学的組成物 - Google Patents
微粒子形態のポリ電解質コンプレックスおよび少くとも一つの活性物質を含む薬学的組成物Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
(polyelectrolyte)および少なくとも
一つの活性物質を含む薬学的組成物に関する。この場合
にその活性物質はポリ電解質コンプレックスのマトリッ
クスに包埋させるか、それ自体をポリ電解質コンプレッ
クス中のパートナーとするか、あるいはポリ電解質コン
プレックスのパートナーに結合させることができる。活
性物質とは主として薬理学的活性物質例えば活性ペプチ
ド、タンパク質、酵素、酵素阻害剤、抗原、細胞静止剤
、抗生物質、抗炎症剤またはワクチンなどを意味する。 超音波診断助剤という特別な場合には、この関連での活
性物質としては造影剤例えばガス類、例えば空気、酸素
または不活性ガスなども包含される。
大分子化合物が最終生成物の分子量および荷電分布に応
じて水性溶液から析出し得るイオン性化合物を形成する
ことは文献に知られている。この場合、同じ荷電の低分
子量イオンはより高分子量の化合物により置換される。 これらの現象は“ポリ電解質効果”という総括的用語の
下にまとめられてもいる。従来技術としては特にアルギ
ネート溶液およびCa2+を混合することによるゲル形
成である。この原理に従って場合によってはタンパク質
沈殿も生じる。ポリ電解質コンプレックスは原則として
一方の極性を有する巨大分子で多重的に荷電した成分と
他方の極性を有する多くの低分子量イオンから構成する
か、あるいは各々が異なる極性で多重的に荷電している
二つの巨大分子パートナーから構成することができる。 かかるポリ電解質コンプレックスから調製される中空カ
プセルは例えばBE−A 901.704、 EP−A
0 127 989、EP−A 0 188 309
、EP−A 0 127 713、 DE−A 32
09 127、 EP−A 0 152 898、 U
S 4,487,758、 DE−A 3209 09
8、 US 4,409,331、 A. Johan
senおよびJ.M. Flink, Enzyme
Mikrob. Technol.,1986,vol
.8,145〜148またはC.E. Campおよび
S.S. Sofer, Enzyme Mikrob
. Technol., 1987,vol.9,68
5〜689に記載されている。
方法により投与可能な形に変えるだけでなく医薬の生体
内分布、生体内利用可能性または吸収に特異的作用を有
する組成物および活性物質組合せは現代の製薬技術にお
いてますます重要となってきている。それによって新し
い治療および診断上の利用分野および例えば活性物質の
治療指数増加を確立することができる。極めて小径の微
粒系(いわゆるマイクロまたはナノパーティクル)は、
経口および非経口分野のいずれにおいても最近重要な投
与剤型とされてきている。この関連で通常担体物質とし
て用いられているのは生物相容性(biocompat
ible)、生物分解性ポリマーである。
リ電解質コンプレックスが担体物質として、および活性
物質成分として生物相容性(生物分解性)ポリマー系の
要件プロフィールに合致する、また様々な要件に合致さ
せることのできる性質を相当程度示すことがわかった。 ポリ電解質コンプレックスカプセルを含む中空カプセル
については90%以上の活性物質取込み容量を得ること
ができることが知られていた。かかるポリ電解質コンプ
レックスのみよりなる微粒子についてはこのことは期待
できなかった。何故ならばこれらのコンプレックスは界
面(活性物質周囲)にのみ形成されるにすぎないからで
ある。このことは、それらを可溶性の活性物質が導入さ
れる水性反応溶液から調製する場合特にあてはまる。従
って、微粒子形態のコンプレックスも90%以上の取込
み容量を示すということはなおさらもって驚くべきこと
である。さらにまた、かかるポリ電解質コンプレックス
マトリックスの調製にあたり、μm範囲の微粒子または
乳濁液が形成され、実際のところ予測されるような凝集
塊が形成されないということも驚くべきことであった。 本発明によればかかるマイクロ/ナノパーティクルのコ
ロイド系をポリ電解質コンプレックスから特にうまく調
製することができる。その場合生体内では溶液平衡およ
び荷電相互作用を通じて徐々に脱コンプレックス化、お
よびコンプレキサンド(complexand)の分解
が生じ、その結果コンプレックスが溶解しそして活性物
質が放出される。これらの放出条件は、コンシステンシ
ー(consistency)特性と同じく、コンプレ
ックスの組成を通じてコントロールすることができる。 コンプレックス形成に用いられるパートナーは好ましく
は天然の、または天然サブユニットよりなる生物相溶性
、生物分解性ポリ酸およびポリ塩基である。この場合、
“ポリ”とはその化合物が同じ極性の二以上の荷電、好
ましくは多数のかかる荷電を有していることを意味する
。特定の対イオンは低分子量イオンから、または同じく
ポリイオン分子種から構成させることができる。いずれ
か一方または両方のイオン性パートナーは無機質または
有機質のいずれであってもよい。有機ポリイオンの場合
は疎水性置換誘導体が適しかつ好ましいことがわかって
いる。
性物質組合せの調製に好ましい物質はポリ酸としては次
のとおりである:キシランポリサルフェート、他の多糖
類例えばデンプン加水分解物、イヌリン、ヒドロキシエ
チルスターチ、デキストランおよびそれぞれの部分的に
疎水性に置換された誘導体のポリサルフェート、および
ポリ(アミノ酸)例えばポリアスパラギン酸またはポリ
グルタミン酸およびそれぞれの疎水性に置換された誘導
体である。ポリ塩基としては次のとおりである:様々な
規定分子量範囲のポリ−L−リジン、ポリ−α,β−(
2−ジメチルアミノエチル)−D,L−アスパルトアミ
ド(PDAA)、PDAAと疎水性にエステル化された
ポリ−α,β−(2−ヒドロキシエチル)−D,L−ア
スパルトアミド(PHEA)との共重合体、キトーサン
、リジンオクタデシルエステル、アミノ化デキストラン
、アミノ化シクロデキストリン、アミノ化セルロースエ
ーテル、アミノ化ペクチンおよびそれらの部分的に疎水
性に置換された誘導体。
ロパーティクルは、諸要件に依存して、数nm〜数百μ
mの平均粒度で調製することができる。定義により、マ
イクロパーティクルは乳濁液の形態とすることもできる
。 粒度分布の広がりは、例えばポリ電解質混合時撹拌速度
、滴加速度、ノズル直径、pHにより、またポリ電解質
パートナーの適切な選択により調節することができる。 コンプレックスの形成は、補助剤例えば両親媒性分子(
例えば RPluronic)または高い取込み容量を
有するコロイド物質(例えばアジュバント)を添加して
行うのが特に有用である。これらのパラメーターは簡単
なルーチン試験で求めることができそして所要の粒度お
よび粒度分布に調節することができる。静脈内注射には
直径5μm以下の粒子が適している。15μmより小さ
い、好ましくは10μmより小さい直径の粒子は皮下ま
たは筋肉内注射可能なデポー剤形として、また腸吸収を
高めるためのビヒクルとして用いることができる。
への活性物質の取込みは少なくとも四つの方法で行うこ
とができる:a)溶液中に存在する活性物質をコンプレ
ックス沈殿時に“捕捉(entrapment)”する
ことによる取込み、b)すでに調製済みのポリ電解質コ
ンプレックスが接触する溶液からの活性物質の吸収によ
る取込み(特に多孔性物質または“スポンジ”特性を有
するゲルの場合、c)ポリ電解質コンプレックスの沈殿
、この場合活性物質は少なくとも一つのコンプレックス
パートナーに化学的に結合される、およびd)ポリ電解
質コンプレックスを形成する際に活性物質をパートナー
として用いることによる取込み。これは通常、活性物質
上に少なくとも一つの荷電または可分極性基を必要とす
る。
物質の溶液(これらの物質の少なくとも一方はポリマー
でなければならない)を混合しそしてa)それらパート
ナーのいずれか一方は活性物質であるかまたは後者を化
学的に結合された形で含み、あるいはb)活性物質を前
記溶液の一方に含有させ、そして次いで得られたポリ電
解質を微粒子の形態に沈殿させるかまたは適切な場合に
は微粒子の形態に変えることよりなるポリ電解質コンプ
レックスおよび活性物質を含有する薬学的組成物の調製
方法にも関する。
物は、コンシステンシー特性を一方において広範囲にわ
たり変えることができまた他方において極めて特異的に
調節できるために、様々な薬学的用途に必要とされるよ
うな特性プロフィールを示す。
ンとポリ酸であるキシランポリサルフェートは、ダウノ
ルビシンを含有しそしてそれを緩衝溶液中または生物学
的系内で長時にわたって均一に放出する(その間にそれ
らは分解する)巨大分子を生じることが判明した。ポリ
塩基も添加すればおよび/または前記ポリ酸を特にキシ
ランポリサルフェートをパルミトイルエステル基で部分
的に置換されたキシランポリサルフェートで置き換える
ことにより変えれば、粒度を<<5μmまで小さくする
ことができ、前述の放出特性を有する静脈内注射できる
系が得られる。前記細胞静止剤の治療指数をこのタイプ
の徐放性剤形により激増させることができる。他の低分
子量活性物質例えば抗生物質(例えばテトラサイクリン
)または他の細胞静止剤の活性もこの方法により著しく
向上させることができる。
ク質を取り込めばこれにより、それらを加水分解による
アタックから守ること、および調節された放出プロフィ
ールを得ることができる。すなわち、例えばウィルス性
タンパク質またはワクチン注射に適した同様の物質を用
いてワクチン調製物を製造でき、そして粒度に応じて筋
肉内注射、あるいは経口投与さえもでき、その場合には
、5μmより小さい粒子が胃腸管に吸収された後抗原発
現/免疫が生じる。かかる本発明による抗原含有ポリ電
解質コンプレックスを用いれば、高用量のワクチンを投
与後短時間に、そして例えば4週間後に(ブースター)
デリバリーを可能とする放出プロフィールを得ることが
できる。この場合のポリ電解質コンプレックスの形成に
特に適した物質は実施例3に記載されている。
電解質コンプレックス調製物により、適切な長時持続系
に変えることもできる。これらの組成物は場合によって
は例えばLHRHアナローグ用の既知のポリマーデポー
系よりも優れている。何故ならば分解性がより良好であ
る上放出プロフィールが規定されているからである。
ば抗生物質や再生促進剤としてのタンパク質を含む創傷
軟膏調製物の調製にも適している。
断用の空気含有エコー発生造影剤としても極めて適して
いる。疎水性にエステル化されたデキストランサルフェ
ートよりなる、およびPDAAと疎水性にエステル化さ
れたPHEA(略語については〔0005〕参照)との
共重合体が超音波診断に特に適していることがわかった
。
は顕微鏡的方法によりまたは規定された孔径のフィルタ
ーを通して、また場合によってはクールター(Coul
ter)カウンター(Coulter Electro
nics社)またはフローサイトメーターにより求めた
。
とのコンプレックスキシランポリサルフェートナトリウ
ム塩(BENE−Chemie社)および平均分子量3
800のポリ−L−リジン(Sigma社)の各々の0
.1%水性溶液を調製する。十分なHClをポリ−L−
リジン溶液に添加してpHを3とする。同様にキシラン
ポリサルフェート溶液をpH3に調製し(HCl使用)
、そして計量ピペットを介して滴加する。析出するポリ
電解質コンプレックスを遠心分離および膜濾過により分
離する。H2O洗浄後、微粒子形態の生成物を凍結乾燥
する。粒度は容器サイズ、撹拌速度、滴加ノズルの直径
および滴加速度によりコントロールでき、また約20n
m〜100μmの範囲に調節することができる。
チン酸残基含有)とキトーサンのコンプレックス0.1
%溶液を実施例1と同様に調製する。その手順は実施例
1のそれに相当するが、ただpHコントロールはこの場
合には行わず、そしてポリリジンをキトーサン(Pro
tan社)で置き換える。パルミトイルキシランポリサ
ルフェートは例えば独特許出願P 3921761.2
に記載の方法により調製することができる。キトーサン
143を用いる。 得られた粒子は大きな凝集物(100μm以上)であり
、また乳鉢で粉砕することにより1〜4μmのサイズに
まで小さくすることができる。
チン酸含有)およびキトーサンよりなり、ワクチン用モ
デルタンパク質としてヒト血清アルブミンを取り込んだ
ポリ電解質コンプレックス粒子実施例2に記載の如く手
順を行うが、ただし水に溶かした0.2%ヒト血清アル
ブミン(Sigma社)をパルミトイルキシランポリサ
ルフェート溶液に添加してから滴加する。粉砕後、2〜
5μmの範囲の粒子を得ることができる。アルブミン放
出の測定については実施例10を参照。
製 5μmより小さい範囲の粒子を二つの異なる調製物を用
いて得ることができる: I.ポリ酸:20%パルミチン酸を含む、パルミトイル
キシランポリサルフェート ポリ塩基:リジンオクタデシルエステル助剤 :
RPluronic F68
リ酸を5m1の狂犬病ワクチン(Behringwer
ke社)の0.1%強度溶液(この溶液は水性で40%
スクロースを含有する)に溶解する。pHは6.3であ
る。50mgのポリ塩基を5m1の RPluroni
c F68の0.5%強度水溶液に添加する。その撹拌
ポリ塩基溶液(これはpH5.8を有する)にポリ酸/
ワクチン溶液を滴加する。遠心分離後(10分間、20
00rpm)、澄明上清を分離しそして残留物を水でペ
ースト化しそして凍結乾燥する。収量は779.7mg
の粒子。使用ワクチンの取込み量は再懸濁しそして上清
(水中)を分析することにより90%であると認めるこ
とができる。
キシランポリサルフェート ポリ塩基:ポリ−α,β−(2−ジメチルアミノエチル
)−D,L−アスパルトアミド(40%)およびポリ−
α,β−(2−パルミトイルオキシエチル)−D,L−
アスパルトアミド(60%)の40:60共重合体(助
剤はなし)
二つの溶液を作る。ポリ酸溶液はIのそれと同じである
。 ポリ塩基溶液は RPluronicを含まないほかは
Iのそれと同じである。いずれの溶液もpH7に調節し
そしてIと同様遠心分離しそして残留物をペースト化し
凍結乾燥する。取込み効率はIのそれに相当する。収量
:76.5mg。
ブミンに対するマウスのワクチン接種 以下の微粒子調製物を用いた: 試料I:約15%パルミチン酸でエステル化されたキシ
ランサルフェート/リジンオクタデシルエステル+7%
PluronicR F68、5〜30μm試料I
I:約15%パルミチン酸でエステル化されたキシラン
サルフェート/リジンオクタデシルエステル、≦10μ
m 試料III:約15%パルミチン酸でエステル化された
キシランサルフェート/ポ リ−L−リジン4kDa+
7% PluronicRF68、2〜50μm試料
IV:ポリアスパラギン酸30kDa/ポリ−α,β−
(2−ジメチルアミノエチル)−D,L−アスパルトア
ミド/ポリ−α,β−(2−パルミトイルオキシエチル
)−D,L−アスパルトアミド共重合体(40:60)
、<10μm 試料V:キシランサルフェート/リジンオクタデシルエ
ステル、10〜20μm
ブミン(Behringwerke)を含有した。これ
らのコンプレックスをPBS(ホスフェート緩衝食塩水
)に66.6μg/m1、6.67μg/m1および0
.67μg/m1の溶液に再懸濁する。0.3m1の各
ワクチンをそれぞれ体重20gのNMRIマウス10匹
に皮下注射した。ワクチン接種の10週間後に実験動物
を同じ用量で再びワクチン接種した。実験動物血清中の
ヒト血清アルブミンに対する抗体をELISAで定量し
た。良好なアジュバントとして知られまた各種ワクチン
に含まれる水酸化アルミニウムAl(OH)3を比較と
して用いた。
接種した後の、また初回接種から2、4、8、14(再
度ワクチン接種)、16および21日後のELISA力
価:
じく顕著なセロコンバージョン(seroconver
sion)が生じた。
α,β−(2−ジメチルアミノエチル)−D,L−アス
パルトアミド(PDAA)よりなり、低分子量活性物質
例としてテトラサイクリンを取り込んだポリ電解質粒子
手順は実施例3に記載したとおりであるが、ただしヒト
血清アルブミンの代わりにテトラサイクリンの0.2%
水溶液を用いる。テトラサイクリン放出については実施
例11参照。
るポリ電解質コンプレックス粒子 10mgのキシランポリサルフェートを0.5m1の水
に溶解する。100μlの10%ダウノルビシン溶液(
Sigma社のダウノルビシン)を水で0.4m1に希
釈する。そのダウノルビシン溶液をキシランポリサルフ
ェート溶液に滴加する。得られる懸濁液は直径が5μm
範囲の粒子を含む。ダウノルビシン放出については実施
例12参照。
ルフェート、ダウノルビシン、およびリジンオクタデシ
ルエステルよりなるポリ電解質コンプレックス粒子ダウ
ノルビシンおよびリジンオクタデシルエステルを各々1
%含有する溶液1m1をpH4に調節する。同じく1m
1のパルミトイルキシランポリサルフェートの1%溶液
をやはりpH4に調節しそして滴加する。得られた懸濁
液はもはや濾過によっては分別できない。粒子は、濃度
、撹拌速度、滴加速度およびノズル直径を変えることに
より100nm〜1μmの範囲で調節できる(表2参照
)。
性ポリ電解質コンプレックス微粒子ポリ電解質コンプレ
ックス粒子を次のとおり調製する:約20%のデキスト
ランOH基がカプロン酸でエステル化されそして残りの
OH基がサルフェート化されているデキストランサルフ
ェート(M=6000)(“疎水性にエステル化された
デキストランサルフェート”、“ポリ酸”)から、およ
びポリ−α,β−(2−ジメチルアミノエチル)−D,
L−アスパルトアミド(60%)およびポリ−α,β−
(2−パルミトイルオキシエチル)−D,L−アスパル
トアミド(40%)(“ポリ塩基”)から各々pH7の
1%強度水性溶液を調製する。そのポリ酸溶液をポリ塩
基溶液に滴加し、10分間室温で撹拌し、コンプレック
スを遠心分離により除去し、溶液を傾瀉しそして固体を
水でペースト化しそして凍結乾燥する。
度の凍結乾燥し再懸濁した微粒子について、心臓および
極めて小さい毛細血管のモデル(肺モデル)を表わすフ
ァントムで、取込み空気によって生じる超音波コントラ
ストを調べる。それら粒子は毛細血管を妨害なく通過す
る。
ェート緩衝液中の微粒子懸濁液を連続的に振盪する。1
、4、7、13、21および28日後に、上清を除去し
、次いでアルブミン含量を文献に知られる電気泳動によ
り測定する。その結果、各種ワクチンに必要とされるよ
うな二つの放出極大を有するプロフィールが得られる。
7 13 21 2
8 放出アルブミン 50 20
<5 <5 10 <5
35】1ケ月をいくらか経過した後は、粒子はもはや存
在しない。
サイクリン放出分解試験を試験10と同様に行う。文献
に知られるUV分光法により活性物質を測定する。結果
は次のとおりである: 放出測定日
1 4 7 13
放出テトラサイクリン 30
10 10 <513日後にはテト
ラサイクリンはもはや検出できない。
のダウノルビシンの放出粒子懸濁液をソックスレー抽出
装置に入れ、H2Oで数日間抽出する。抽出液中のダウ
ノルビシンを文献に知られる蛍光測定法により測定する
(472/555nm)。秤量されたダウノルビシン総
重量に基づく放出は次のとおりである。
11時間 20時間 29時間
放出(活性物質
Claims (20)
- 【請求項1】 微粒子形態のポリ電解質コンプレック
スおよび少なくとも一つの活性物質を含む薬学的組成物
。 - 【請求項2】 活性物質が活性ペプチド、タンパク質
、酵素、酵素阻害剤、抗原、細胞静止剤、抗炎症剤、抗
生物質およびワクチンより選択される請求項1記載の薬
学的組成物。 - 【請求項3】 微粒子が補助剤例えばアジュバント、
両親媒性分子を活性物質のほかに含有する請求項1記載
の薬学的組成物。 - 【請求項4】 活性物質が超音波造影物質である請求
項1〜3のいずれかに記載の薬学的組成物。 - 【請求項5】 ポリ電解質コンプレックスがポリマー
である少なくとも一つの物質よりなる請求項1〜4のい
ずれかに記載の薬学的組成物。 - 【請求項6】 物質が少なくとも二つのモノマー単位
よりなる請求項5記載の薬学的組成物。 - 【請求項7】 ポリ電解質コンプレックスが≦5μm
の平均粒度を有する請求項1〜6のいずれかに記載の薬
学的組成物。 - 【請求項8】 ポリ電解質コンプレックスが15μm
以下の平均粒度を有する請求項1〜7記載の薬学的組成
物。 - 【請求項9】 ポリ電解質コンプレックスが100μ
m以下の平均粒度を有する請求項1〜8のいずれかに記
載の薬学的組成物。 - 【請求項10】 ポリ電解質コンプレックスがキシラ
ンポリサルフェート、デキストランサルフェート、ポリ
(アミノ酸)例えばポリアスパラギン酸またはポリグル
タミン酸、多糖類ポリサルフェート例えばデンプン加水
分解物、イヌリン、ヒドロキシエチルデンプンのサルフ
ェート多糖類ポリスルホネート、多糖類ポリホスフェー
ト、ポリホスフェートより選択されるポリ酸を含む請求
項1〜9のいずれかに記載の薬学的組成物。 - 【請求項11】 ポリ電解質コンプレックスがキシラ
ンポリサルフェートの、その他の多糖類(例えばデンプ
ン加水分解物、イヌリン、ヒドロキシエチルデンプン、
デキストラン)のポリサルフェートの、ポリ(アミノ酸
)例えばポリアスパラギン酸またはポリグルタミン酸の
、および多糖類ポリスルホネート、多糖類ポリホスホネ
ート、ポリホスフェートの、それぞれ部分的に疎水性化
された(例えばエーテル化、エステル化された)誘導体
より選択されるポリ酸を含む請求項1〜9のいずれかに
記載の薬学的組成物。 - 【請求項12】 ポリ電解質コンプレックスがポリ−
L−リジン、ポリ−α,β−(2−ジメチルアミノエチ
ル)−D,L−アスパルトアミド、キトーサン、リジン
オクタデシルエステル、アミノ化デキストラン、アミノ
化シクロデキストリン、アミノ化セルロースエーテル、
アミノ化ペクチンより選択されるポリ塩基を含む請求項
1〜11のいずれかに記載の薬学的組成物。 - 【請求項13】 ポリ電解質コンプレックスが、各種
分子量範囲のポリ−L−リジンの、ポリ−α,β−(2
−ジメチルアミノエチル)−D,L−アスパルトアミド
の、キトーサンの、アミノ化デキストランの、アミノ化
シクロデキストリンの、アミノ化セルロースエーテルの
、アミノ化ペクチンの、ポリ−α,β−(2−ジメチル
アミノエチル)−D,L−アスパルトアミドおよび疎水
性にエステル化されたポリ−α,β−(2−ヒドロキシ
エチル)−D,L−アスパルトアミドの共重合体の、そ
れぞれ(例えば部分的または完全なエステル化および/
またはエーテル化により)疎水性化された誘導体より選
択される請求項1〜11のいずれかに記載の薬学的組成
物。 - 【請求項14】 酸性物質の溶液と塩基性物質の溶液
を混合し、その際該物質の少なくとも一方はポリマーと
し、そして a) 該物質の少なくとも一方は活性物質であるかまた
は後者を化学的に結合した形で含有しあるいはb) 該
活性物質は前記酸性物質の溶液または前記塩基性物質の
溶液に含まれ、そして次いで得られるポリ電解質コンプ
レックスを微粒子形態で生成させるかまたは適切な場合
には微粒子形態に変えることよりなる請求項1記載の薬
学的組成物の調製方法。 - 【請求項15】 請求項1〜14のいずれかに記載の
薬学的組成物のワクチンとしての使用。 - 【請求項16】 請求項1〜14のいずれかに記載の
薬学的組成物の診断助剤としての使用。 - 【請求項17】 請求項1〜13のいずれかに記載の
薬学的組成物の治療剤としての使用。 - 【請求項18】 請求項4に記載の薬学的組成物の超
音波診断助剤としての使用。 - 【請求項19】 請求項7に記載の薬学的組成物の非
経口投与のための使用。 - 【請求項20】 請求項8に記載の薬学的組成物の経
口投与のための使用。
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