JPH04244031A - 自己放出調節型インシュリン製剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体内のグルコース濃度
に比例してインシュリンが放出される、新たな自己放出
調節型インシュリン製剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】インシュリンは、膵臓のランゲルハンス
島のベータ細胞から分泌される５１個のアミノ酸で構成
されたポリペプチドであり、種々の病的、外部的要因に
より体内インシュリンが欠乏もしくは分泌が少ない場合
、糖尿病及びその他合併症のような深刻な代謝異常を招
くようになる。このようなインシュリン依存性代謝異常
、特に糖尿病を治療するためにはインシュリンの持続的
投与が必須である。

【０００３】今まで開発されたインシュリン放出調節製
剤は、グルコース依存性システムとグルコース非依存性
システムとに大別することができる。

【０００４】グルコース非依存性システムとしては、イ
ンシュリン注射剤、口腔粘膜投与製剤［参照：Ｒ．　Ａ
ｎｄｅｒｓ，　Ｈ，　Ｄ．　Ｍｅｒｋｌｅ，　Ｗ．　Ｓ
ｃｈｕｒｒ及びＲ．　Ｚｉｅｇｌｅｒ，　Ｊ．Ｐｈａｒ
ｍ．　Ｓｃｉ．　７２（１９８３），ｐ４８１　〜ｐ４
８３］、経鼻投与製剤［参照：Ａ．Ｃ．Ｍｏｓｅｓ，　
Ｇ．Ｓ．Ｇｏｒｄｏｎ，Ｍ．Ｃ．Ｃａｒｅｙ及びＪ．Ｓ
．Ｆｌｉｅｒ，Ｄｉａｂｅｔｅｓ　３２（１９８３），
ｐ１０４０　〜ｐ１０４７　］等がある。

【０００５】グルコース依存性システムとしては、膵臓
細胞のマイクロカプセル化［参照：Ｍ．Ｆ．Ａ．　Ｇｏ
ｏｓｅｎ，　ＣＲＣ　Ｃｒｉｔ，　Ｒｅｖ．　Ｂｉｏｃ
ｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　３（１９８７），ｐ１　〜
ｐ２４　］、コンピュータ制御インシュリン注射ポンプ
［参照：Ｃ．Ｎ．　Ｐｅｔｅｒｓｏｎ　及びＬ．Ｈ．　
Ｃｈａｎｏｃｈ，　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｊ．　ｏｆ　Ｍ
ｅｄｉｃｉｎｅ　８１（１９８６），　ｐ６９　〜ｐ７
２　］、生化学的方法等がある。

【０００６】生化学的方法としては、ジョン（Ｊｅｏｎ
ｇ）等はコン−エイ（Ｃｏｎ−Ａ）とグリコシル化イン
シュリンの使用［参照：Ｓ．　Ｙ．　Ｊｅｏｎｇ，　Ｓ
．　Ｗ．　Ｋｉｍ，　Ｍ　．Ｊ．　Ｄ．　Ｅｅｎｉｎｋ
　及びＪ．　Ｆｅｉｊｅｎ，　Ｊ．Ｃｏｎｔｏｒｏｌｌ
ｅｄ　Ｒｅｌｅａｓｅ　１（１９８４），ｐ５５〜ｐ６
６　］、ゴドシアン（Ｇｈｏｄｓｉａｎ）　等は水素イ
オン濃度の変化によりインシュリン誘導体の溶解度を変
えたもの［参照：Ｆ．　Ｆｉｓｃｈｅｌ−Ｇｈｏｄｓｉ
ａｎ，　Ｌ．　Ｂｒｏｗｎ，　Ｅ．　Ｍａｔｈｉｏｗｉ
ｔｚ，　Ｄ．　Ｂｒａｄｅｎｂｕｒｕｇ及びＲ．　Ｌａ
ｎｇｅｒ，　Ｐｒｏｃ．　Ｎａｔ’１．　Ａｃｉｄ．　
Ｓｃｉ．Ｕ．Ｓ．Ａ．　８５（１９８８），ｐ２４０３
　〜ｐ２４０６　］、ラトナー（Ｒａｔｎｅｒ）　等は
水素イオン濃度に敏感なハイドロゲル膜の利用［参照：
Ｂ．Ｄ．Ｒａｔｎｅｒ，　Ｊ．　Ｋｏｓｔ，　Ｔ．Ａ．
　Ｈｏｒｂｅｔｔ及びＭ．　Ｓｉｎｇｈ，　Ｊ．　Ｂｉ
ｏｍｅｄ．　Ｒｅｓ．　１９（１９８５），ｐ１１１７
〜ｐ１１３３　］を報告している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】その他種々の製剤を開
発するための研究が続いているが、現在臨床学的に使用
されているインシュリン製剤は注射剤のみである。その
ため、放出調節型インシュリン製剤を開発することは非
常に望ましいことである。

【０００８】自己放出調節型製剤は、体内血糖量増加時
分泌されなければならないインシュリンの場合には、フ
ィードバック制御システム（ｆｅｅｄ−ｂａｃｋ　ｃｏ
ｎｔｏｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ）が最も必要であり、最善
の治療効果を得るためには、必要な時期に必要な量の薬
物が放出されなければならない。

【０００９】糖尿病治療の場合、インシュリンの過多投
与に起因する低血糖症によるショックの危険を減らし、
体内グルコースの効率的な利用及び正常な代謝機能の維
持を保障するためには、人体が要求する量のインシュリ
ンを経時的に供給しなければならない。

【００１０】本発明は、このような生理的要求に応じて
、高分子物質である基質内に封入されたインシュリンが
、グルコースの濃度に比例して調節された量で放出され
るように工夫された製剤を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の自己放出調節型
製剤は、ボロン酸含有高分子物質を基質として使用する
ことにより、高分子物質−グルコース間の相互作用によ
り高分子物質の基質形態を維持していた架橋剤が遊離さ
れ、これによりグルコース濃度に比例して高分子物質基
質の表面が溶解し、基質内部に封入されたインシュリン
が放出されるようにしたものである。

【００１２】本発明によるボロン酸含有高分子物質は、
水溶性天然又は合成高分子物質に存在するヒドロキシル
基、アミノ基、カルボキシル基のような官能基にボロン
酸をカップリングさせることにより直接製造できる。

【００１３】水溶性天然又は合成高分子物質にボロン酸
をカップリングさせる方法は公知であり、その例として
米国特許第４，２６９，６０５号明細書に記載された方
法が挙げれる。又、上記のカップリングは、ＴｉＣｌ４
　活性化反応、ジアゾ化反応又は過ヨード化物酸化反応
により行うか、シアノゲンブロム化物、グルタールアル
デヒド、カルボジイミド、ウッドワード試薬、酸塩化物
、アジド、イソチオシアネート、イソシアネート又はシ
アヌル酸塩化物を使用して行うことができる。

【００１４】本発明で使用できる水溶性天然高分子物質
の例としては、セルロース類、アミロース類、澱粉エー
テル、アルギン酸、キチン、グリコーゲン、アルブミン
、カゼイン、デキストリン、デキストラン、アラビアゴ
ム、トラガカントゴム、ヘパリン類、ペクチン類、ヘモ
グロビン、γ−グロブリン又はフィブリノゲン等を挙げ
ることができる。

【００１５】他の方法としては、先ずビニル基を有する
ボロン酸誘導体の単量体を合成して、これを重合開始剤
の存在下で単独重合させるか、又は共重合可能な他の単
量体と共重合させることにより、本発明のボロン酸含有
高分子物質を製造することができる。共重合可能な他の
単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、
アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸アルキルエステ
ル、メタクリル酸アルキルエステル、ビニルピロリドン
が挙げられる。重合開始剤としては、アゾ化合物、過酸
化物、過硫化物等が使用できる。

【００１６】本発明で使用できるボロン酸誘導体の例と
しては、（メタ）アクリロイルクロライドに、アミノフ
ェニルボロン酸、カルボキシフェニルボロン酸、ヒドロ
キシフェニルボロン酸、ニトロフェニルボロン酸、アミ
ノニトロフェニルボロン酸、ウレイドフェニルボロン酸
、エタンボロン酸、プロパンボロン酸、３−メチル−１
−ブタンボロン酸等を反応させて得られるものを挙げる
ことができる。

【００１７】上記のようなボロン酸含有高分子物質に、
架橋剤としてジオール化合物を添加すると、下記参照文
献に記載されたように、可逆的化学結合により錯体が生
成される［参照：Ｈ．Ｌ．　Ｗｅｉｔｈ，　Ｊ．Ｌ．　
Ｗｉｅｂｅｒｓ及びＰ．Ｔ．　Ｇｉｌｈａｍ，　Ｂｉｏ
ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，　９（１９７０），ｐ４３９６〜
ｐ４４０１　］。このとき、結合に関与するジオールが
二つ以上の場合には、分子内及び分子間の架橋結合によ
りゲル状態の高分子物質（高分子ゲル）を得る。

【００１８】取得された高分子ゲルをマトリックスとし
て使用して、その内部にインシュリン、酵素、抗癌剤等
の薬物を封入させて目的とする放出型製剤を得ることが
できるが、高分子ゲルマトリックスは、グルコース濃度
に比例して溶解され、薬物が放出される。このとき、架
橋剤の種類により、高分子内のボロン酸と架橋剤間の結
合力が異なり、これによってマトリックス溶解のグルコ
ース濃度依存性も異なるようになる。架橋剤としては、
天然二糖類、オリゴサッカライド、アルカン−ジサッカ
ライド、アルカン−ビスジヒドロキシ化合物が使用でき
る。

【００１９】分子構造内にジオールを持つ薬物、例えば
、カテコールアミン、ドパミン、ヌクレオチド、ヌクレ
オシド等を高分子ゲル内に封入させる場合、高分子ゲル
と錯体を形成するために、単純拡散による薬物の放出が
殆どなくグルコース濃度のみに比例して薬物が放出され
る。

【００２０】以上、本発明のインシュリン放出製剤に関
して説明したが、本発明はインシュリン放出製剤にとど
まらず、他のホルモン、酵素、抗癌剤等の薬物がグルコ
ース濃度に比例して放出が要求される製剤にも適用でき
ることを熟知しなければならない。

【００２１】本発明の好ましい態様において、高分子物
質は、下記式（ＩＶ）で示されるアクリロイルクロライ
ドを下記式（Ｖ）で示されるアミノフェニルボロン酸と
反応させて、下記式（ＶＩ）　で示されるＮ−アクリル
アミドフェニルボロン酸単量体を製造し、次いで、この
単量体を、アンモニウムパースルフェート重合開始剤の
存在下常温で、下記式（ＶＩＩ）で示されるアクリルア
ミドと共重合させて製造する。

【００２２】

【化１】

【００２３】

【化２】

【００２４】本発明において、架橋剤としては、例えば
、下記式（ＶＩＩＩ）で示されるヘキサンジアミンに、
下記式（ＩＸ）　で示されるグルコースを反応させて、
得られる下記式（Ｘ）で示されるジグルコシルヘキサン
ジアミンを使用することができる。

【００２５】

【化３】

【００２６】本発明の製剤は、組織腔内にマトリックス
を、ペレット、錠剤、顆粒、棒の形態で移植するか、微
粒球や懸濁液の形態で注射できるように製剤化する。

【００２７】

【発明の効果】糖尿症等の患者に投与したとき、封入さ
れたインシュリンが、体内グルコースの濃度に比例して
調節された量で放出されるので、長期間持続的に必要な
時期に必要な量のインシュリンが供給される。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００２９】実施例１　　Ｎ−アクリルアミドフェニル
ボロン酸単量体の製造 還流冷却装置を装着した５００ｍｌ容の円底フラスコに
、無水ジオキサン４００ｍｌ及びアミノフェニルボロン
酸４０ｍｍｏｌを入れて溶解した後、トリエチルアミン
４０ｍｍｏｌを加えて、アクリロイルクロライド４０ｍ
ｍｏｌを常温で徐々に滴下しながら撹拌した。

【００３０】３時間常温で撹拌した後、生成したトリエ
チルアンモニウムクロライドの沈殿を濾過して除去し、
濾液に過量のメチレンクロライドを加えて、生成したＮ
−アクルリアミドフェニルボロン酸を濾過し、洗浄、乾
燥した。生成物の確認は、薄層クロマトグラフィー（酢
酸：メタノール＝５：１）と、赤外吸光スペクトルで行
った。

【００３１】実施例２　　ジグルコシルヘキサンジアミ
ン架橋剤の製造 還流冷却装置を装着した５００ｍｌ容のフラスコに、メ
タノール２００ｍｌ、ヘキサンジアミン１２５ｍｍｏｌ
及びグルコース２５０ｍｍｏｌを入れた後、水浴上（７
５℃〜８０℃）で２０分間撹拌した。反応後、過量のジ
エチルエーテル中で沈殿を形成させ、濾過、乾燥した。

【００３２】実施例３　　高分子ゲルマトリックスの製
造Ｎ−アクリルアミドフェニルボロン酸１０ｍｍｏｌ及
びアクリルアミド９０ｍｍｏｌを、エタノール２０ｍｌ
に溶かした溶液に、インシュリン４００ｍｇとジグルコ
シルヘキサンジアミン５ｍｍｏｌを溶解したリン酸緩衝
等張液（ｐＨ７．４）２０ｍｌを加えて混合した。この
溶液にアンモニウムパースルフェート２２８ｍｇを溶か
したリン酸緩衝等張液（ｐＨ７．４）１０ｍｌと、テト
ラメチルエチレンジアミン１ｍｌを加えて混合した後、
ガラス板で製造した鋳型に注ぎ、常温で重合させた。

【００３３】実施例４　　高分子ゲルマトリックスから
インシュリンの放出試験 インシュリンを２５０ＩＵ含むように製造した正方形高
分子ゲルマトリックスを、マグネチック撹拌棒と下記グ
ルコース濃度の溶出液２０ｍｌが入っている試験管に、
水面より下１ｃｍの位置に沈まるように位置して設置し
、３７℃の恒温水浴上でインシュリン放出試験を実施し
た。放出試験を始めた後、０．５時間、１時間、１．５
時間、２時間、３時間、４時間ごとに１０μｌ　を採取
して、溶出液で１００倍に希釈した後、インシュリンＲ
ＩＡ　キット（Ｃｏａｔ−Ａ−ＣｏｕｎｔＲ，　ＤＰＣ
）を使用し、ガンマーカウンター（Ｂｅｃｋｍａｎ　Ｄ
Ｐ５５００）　で定量した結果、溶出液内のグルコース
濃度が、各々０ｍｏｌ　濃度、０．５ｍｏｌ　濃度、１
ｍｏｌ　濃度の場合、図１のようなインシュリン放出パ
ターンを示した。０．５ｍｏｌ　濃度と１ｍｏｌ　濃度
の場合は、マトリックスの溶解と共にインシュリンが放
出されたが、０ｍｏｌ　濃度の場合は、マトリックスの
外形的変化が全く無かった。

【図面の簡単な説明】

【図１】異なるグルコース濃度の溶出液中において、本
発明の製剤が、時間の経過によって示すインシュリンの
放出パターンを示す。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　グルコース可溶性のボロン酸含有高分
   子ゲルマトリックス内にインシュリンが封入されている
   ことを特徴とする自己放出調節型インシュリン製剤。
2. 【請求項２】　　該ボロン酸含有高分子ゲルが、ボロン
   酸誘導体重合体に架橋剤としてジオール化合物を反応さ
   せて得られるものである請求項１の製剤。
3. 【請求項３】　　該ジオール化合物が、天然二糖類、オ
   リゴサッカライド、アルカン−ジサッカライド又はアル
   カンービスジヒドロキシ化合物である請求項２の製剤。
4. 【請求項４】　　該ボロン酸誘導体重合体が水溶性天然
   又は合成高分子物質にボロン酸をカップリングさせて得
   られるものである請求項２の製剤。
5. 【請求項５】　　該ボロン酸誘導体重合体が、ボロン酸
   誘導体の単独重合体又はこれと共重合可能な単量体との
   共重合体である請求項２の製剤。
6. 【請求項６】　　該ボロン酸誘導体が、（メタ）アクリ
   ロイルクロライドに、アミノフェニルボロン酸、カルボ
   キシフェニルボロン酸、ヒドロキシフェニルボロン酸、
   ニトロフェニルボロン酸、アミノニトロフェニルボロン
   酸、ウレイドフェニルボロン酸、エタンボロン酸、プロ
   パンボロン酸又は３−メチル−１−ブタンボロン酸を反
   応させて得られるものである請求項５の製剤。
7. 【請求項７】　　該共重合可能な単量体が、アクリルア
   ミド、メタクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、
   アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエ
   ステル又はビニルピロリドンである請求項５の製剤。
8. 【請求項８】　　該ボロン酸誘導体重合体が、Ｎ−アク
   リルアミドフェニルボロン酸とアクリルアミドとの共重
   合体である請求項２の製剤。
9. 【請求項９】　　マトリックスが、ペレット、錠剤、棒
   、顆粒、微粒球又は懸濁液である請求項１ないし８のい
   ずれか１項の製剤。