JPH08310970A

JPH08310970A - 水溶性高分子化医薬製剤

Info

Publication number: JPH08310970A
Application number: JP7211596A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Sakurai; 靖久桜井; Mitsuo Okano; 光夫岡野; Kazunori Kataoka; 一則片岡; Noriko Yamada; 則子山田; Shohei Inoue; 祥平井上; Masayuki Yokoyama; 昌幸横山
Original assignee: Research Development Corp of Japan
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1995-08-21
Filing date: 1995-08-21
Publication date: 1996-11-26
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JP2694923B2

Abstract

(57)【要約】【解決手段】親水性セグメントと、側鎖に薬物を結合
せしめた疎水性の薬理機能セグメントとを有する水溶性
のブロック共重合体からなる水溶性高分子化医薬。【効果】薬物の担持量を増やしても良好な水溶性を保
持するとともに医薬として高い安定性を有する高分子化
医薬が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、親水性セグメント
と、側鎖に薬物を結合せしめた疎水性の薬理機能セグメ
ントとを有する水溶性ブロック共重合体からなる水溶性
高分子化医薬に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】低分子薬物を高分子に結合させることに
より、薬物の体内分布を望ましいものとし、薬物の体内
半減期を増大させる試みは過去に幾つかなされてきた。
しかし、それらの試みで用いられた高分子は単一成分か
らなるホモポリマーか、２つの成分を交互か順不同に重
合させたものであった。従来の上記のようなポリマーの
場合においては、薬効を上昇させるために薬物の担持量
を多くすると薬物の疎水性により、水溶性が低下する欠
点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、薬物の担持
量を多くしても水溶性が低下しない水溶性の高分子化医
薬を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の高
分子化医薬の持つ欠点を解消しうる高分子化医薬の開発
を試み、鋭意研究を行った結果、今回、親水性の第１の
セグメントと第２のセグメントから成るブロックコポリ
マーのうち第２のセグメントに薬物を選択的に導入する
ことで、この第２のセグメント成分を疎水性化すること
により、第２のセグメントを内核に、第１のセグメント
を外側とするミセルを形成させることで薬物の導入に伴
う水溶性の低下、沈澱の生成を防ぐことに成功したもの
であり、本発明者らが開発した高分子化医薬はミセルを
形成することで良好な水溶性を有すると共に、水溶液中
での薬品としての安定性も、元の薬物よりも増大させる
ことができるものである。

【０００５】すなわち、本発明は、親水性セグメント
と、側鎖に薬物を結合せしめた疎水性の薬理機能セグメ
ントとを有するブロック共重合体からなる水溶性高分子
化医薬である。ここで上記水溶性高分子化医薬は、薬理
機能セグメントを内核に、親水性セグメントを外核とす
るミセルを形成するものである。また、薬物としては抗
ガン剤、例えばアドリアマイシンが挙げられる。

【０００６】さらに、本発明は、親水性セグメントと、
薬物と結合可能な側鎖を有し、該薬物を結合した場合に
おいて疎水性となる第２のセグメントからなる薬物担持
用担体である。さらに、本発明は、下記式Ｉ：

【０００７】

【化３】 (式中、ｎは５〜400、ｍは１〜300、ｘは０〜300の整数
を表す。)

【０００８】で示されるブロック共重合体である。さら
に、本発明は、下記式II：

【０００９】

【化４】（式中、ｎは５〜400 、ｍは１〜300 の整数を表す。）

【００１０】で示されるブロック共重合体をアルカリ加
水分解することを特徴とする下記式Ｉ：

【００１１】

【化５】（式中、ｎは５〜400 、ｍは１〜300 、ｘは０〜300 の
整数を表す。）

【００１２】で示されるブロック共重合体の製造方法で
ある。以下、本発明を詳細に説明する。本発明における
親水性の第１のセグメントとしては、例えばポリエチレ
ングリコール、ポリサッカライド、ポリアクリルアミ
ド、ポリメタクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポ
リビニルアルコール、ポリメタクリル酸エステル、ポリ
アクリル酸エステル、ポリアミノ酸等あるいはこれらの
誘導体由来のセグメントが挙げられる。また、薬物と結
合して疎水化する第２のセグメントとしては、側鎖にポ
リアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリシン、ポ
リアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリリンゴ酸、ポリ
乳酸, ポリアルキレンオキシド、長鎖アルコール等ある
いはこれらの誘導体由来のセグメントが挙げられる。

【００１３】更に、第２のセグメントに結合させる薬物
としては、例えばアドリアマイシン、ダウノマイシン、
メソトレキセート、マイトマイシンＣ等の抗ガン剤、中
枢神経系用薬、末梢神経系用薬、アレルギー用薬、循環
器官用薬、呼吸器官用薬、消化器官用薬、ホルモン剤、
代謝性医薬品、抗生物質、化学療法剤等の薬物が挙げら
れる。

【００１４】以下に、ポリエチレングリコール誘導体由
来のセグメントとポリアスパラギン酸由来のセグメント
からなるブロックコポリマーで、抗ガン剤のアドリアマ
イシンをポリアスパラギン酸セグメントに結合させた場
合を例にとり、本発明を更に詳述する。

【００１５】第１図はポリエチレングリコールとポリア
スパラギン酸の２成分からなるブロックコポリマーで、
抗ガン剤のアドリアマイシンをポリアスパラギン酸の側
鎖カルボキシル基に体内で加水分解可能なアミド結合で
結合させた場合における、本発明の高分子化医薬の構造
概略図である。

【００１６】この高分子化医薬の合成は、以下の反応式
に示すごとくβ−ベンジルＬ−アスパルテートＮ−カ
ルボン酸無水物（ＢＬＡ−ＮＣＡ）を、片末端メトキシ
基等のアルコキシ基、片末端１級アミノ基のポリエチレ
ングリコール(分子量250〜1800) を開始剤として重合さ
せ、ポリエチレングリコール−ポリ (β−ベンジルＬ−
アスパルテート) ブロックコポリマー (ＰＥＧ−ＰＢＬ
Ａ）を得、次いでこのＰＥＧ−ＰＢＬＡをアルカリ加水
分解して本発明の薬物担持用担体であるポリエチレング
リコール−ポリアスパラギン酸ブロックコポリマー〔Ｐ
ＥＧ−Ｐ (Asp)〕を得る。このＰＥＧ−Ｐ(Asp) のアス
パラギン酸残基の80％がアルカリ加水分解の際にβ−ア
ミド化している。このＰＥＧ−Ｐ(Asp) に抗ガン剤のア
ドリアマイシンと水溶性カルボジイミド (ＥＤＣ) を加
えることによりアドリアマイシンの１級アミノ基とポリ
アスパラギン酸セグメントの側鎖カルボキシル基との間
にアミド結合を形成させて、高分子化医薬ＰＥＧ−Ｐ
〔Asp(ＡＤＲ) 〕を得ることにより行う。

【００１７】

【化６】

【００１８】上記において得られたＰＥＧ−Ｐ（Asp)及
びＰＥＧ−Ｐ〔Asp(ＡＤＲ）〕のいずれも化学物質とし
て新規なものである。ポリアスパラギン酸 (ＰAsp)部分
の分子量は 116から35,000まで可変であり、また、アド
リアマイシンの置換率(アスパラギン酸残基に対して)は
ＰAsp の分子量が1900の場合12〜33mol％、また、10,00
0の場合３〜37mol％のものを得ている。

【００１９】合成した高分子医薬はいずれの場合も高い
アドリアマイシン置換率にもかからわず良好な水溶性を
有しており、凍結乾燥したり濃縮したり (アドリアマイ
シン換算 20mg/ml) してもその水溶性は保たれている。

【００２０】そして、この高分子化医薬は元のアドリア
マイシン (ＡＤＲ) に比べて医薬としての高い安定性を
有している。またこの高分子化医薬は水溶液中でミセル
を形成する。そのミセルの大きさは約30nmから 200nmの
直径である。また、そのミセルを壊すには界面活性剤Ｓ
ＤＳの添加という極端にきびしい条件が必要であること
が明らかとなり、本高分子ミセルの水中での安定性が示
された。また、超音波照射、あるいは凍結乾燥によって
もミセル形成能に変化はみられなかった。合成した高分
子化医薬の抗ガン活性は表１（実施例３参照）に示すよ
うに元のアドリアマイシンよりも高いものであった。し
かもその高い抗ガン活性は元のアドリアマイシンよりも
少ない副作用の範囲で達成された。

【００２１】

【発明の実施の形態】

〔実施例１〕β−ベンジルＬ−アルパルテートＮ−
カルボン酸無水物 (ＢＬＡ−ＮＣＡ、7.21ｇ) をＮ,
Ｎ’−ジメチルホルムアミド (ＤＭＦ) 12mlに溶かし、
クロロホルム60mlを加える。片末端メトキシ基片末端ア
ミノ基のポリエチレングリコール (分子量4300) 6.00ｇ
をクロロホルム60mlに溶かしてその溶液をＢＬＡ−ＮＣ
Ａ溶液に加える。70時間後に反応混合液を２Lのジエチ
ルエーテルに滴下して沈澱したポリマーをろ過で回収し
て、ジエチルエーテルで洗浄した後に真空で乾燥してポ
リエチレングリコール−ポリ (β−ベンジルＬ−アス
パルテート) ブロックコポリマー (ＰＥＧ−ＰＢＬＡ)
を得る。収量 10.09ｇ (84％)。

【００２２】ＰＥＧ−ＰＢＬＡ 10.03ｇを１00mlクロロ
ホルムに溶かす。水：メタノール：１−プロパノール＝
１：１：２ (体積割合) に水酸化ナトリウムを0.43Ｎ溶
かしたアルカリ混合液をＰＥＧ−ＰＢＬＡ溶液に加え
る。そのアルカリの等量はＰＢＬＡ部分のベンジルエス
テルの1.５倍になるようにした。０℃、10分かくはん
後、２Lのジエチルエーテルに滴下する。沈澱したポリ
マーをろ別して、20mlの蒸留水に溶かしてSpectrapor７
透析膜 (分子量分画＝1000) を用いて水中で39時間透析
する。膜内の溶液を凍結乾燥してポリエチレングリコー
ル−ポリアスパラギン酸ブロックコポリマー〔ＰＥＧ−
Ｐ（Asp)〕を得る。収量3.94ｇ (49％) 。このブロック
コポリマー鎖１本当り、17個のアスパラギン酸残基があ
ることがプロトンＮＭＲの測定によりわかった。

【００２３】この〔ＰＥＧ−Ｐ（Asp)〕230.3mg を１ml
の蒸留水に溶かしておく。アドリアマイシン塩酸塩349.
2 mgを 260mlのＤＭＦに溶かし、1.３倍等量のトリエチ
ルアミンを加える。アドリアマイシン溶液に〔ＰＥＧ−
Ｐ（Asp)〕水溶液を加え、さらに水溶性カルボジイミド
(ＥＤＣ) を 886ml加えて、０℃で４時間かくはんす
る。その後、水溶性カルボジイミド 886mlをもう一度加
えて室温下19時間かくはんする。反応混合液をSpectrap
or７透析膜 (分子量分画＝1000) を用いて0.１Ｍ酢酸ナ
トリウム緩衝液(pＨ4.5)中で３時間透析する。透析後、
AmiconYM30の膜で限外濾過して未反応のアドリアマイシ
ンやその他の低分子物を除く。得られたブロックコポリ
マーＰＥＧ−Ｐ〔Asp(ＡＤＲ) 〕中のアドリアマイシン
含率は、アスパラギン酸残基に対して 31mol％であっ
た。(485nmの吸収より) 同様の手順で、ポリエチレング
リコールの分子量が4000から6000、ブロックコポリマー
１本鎖当りアスパラギン酸残基が17から92まで、アドリ
アマイシン含率が９mol％から37mol％のものが合成で
き、それらはすべて良好な水溶性を示した。

【００２４】〔実施例２〕ＰＥＧ−Ｐ〔Asp(ＡＤＲ) 〕
(ＰＥＧの分子量4300、ブロックコポリマー１本鎖当り
17個のアスパラギン酸残基、アドリアマイシン 31mol％
のもの) のリン酸等張液(pＨ7.4)中でのミセル径はレー
ザー光散乱により重量平均57nm、数平均49nmと測定され
た (図５参照) 。また、図３に示すようにゲルろ過ＨＰ
ＬＣでは、界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウム
(ＳＤＳ) の添加により元のピークの大部分が低分子量
側に移動することより、ＳＤＳによる高分子量ミセルの
破壊が観察された。また、図４に示すように、アドリア
マイシンに基づく蛍光がミセル形成による局部的な高濃
度のために消光し、その消光がＳＤＳ添加によってミセ
ルが壊れることで解消していることがわかる。その他の
割合のものも30nmから80nmの直径を有するミセルであっ
た。

【００２５】図２は pＨ7.4 のリン酸緩衝液中 (37℃)
でアドリアマイシン特有の485nm の吸収強度を経時的に
追跡したものである。アドリアマイシンが１00時間以内
にその吸収を半減するのに対し、合成された高分子化医
薬では 168時間経過後も約90％の吸収が保持され、極め
て安定であることがわかる。

【００２６】〔実施例３〕ＣＤＦ１メスのマウスにＰ38
8 マウス白血病細胞を10⁶個腹腔内に投与し、24時間後
に生理食塩水に溶かしたＰＥＧ−Ｐ〔Asp(ＡＤＲ) 〕
(ＰＥＧの分子量4300、ブロックコポリマー１本鎖当り1
7個のアスパラギン酸残基、アドリアマイシン31 mol％
のもの) 腹腔内に投与した。コントロール (１日後に生
理食塩水を投与) に対する生存日数の比 (Ｔ／Ｃ) と体
重変化を測定した。１群は６匹で行った。結果を表１に
示す。アドリアマイシン (ＡＤＲ) ではＴ／Ｃは最大 3
81％であるのに対し高分子化医薬ではＡＤＲ換算 200mg
/kg にて49０％以上という大きな値を得た。さらに副作
用の度合を示す体重減少においてもＡＤＲでＴ／Ｃが 3
81％得られた投与量において12.5％の減少を示したのに
対し、高分子化医薬では最大7.４％しか減少していな
い。このことより、合成した高分子化医薬はＡＤＲに比
較して少ない副作用で大きな抗ガン活性があることがわ
かった。

【００２７】

【表１】表１マウスＰ388白血病に対する抗ガン活性 ──────────────────────────────────── サンプル投与量中間生存 T/C(%) 体重変化 (mg/kg) 日数¹⁾ (5日目) ──────────────────────────────────── ADR 7.5 15.3 191 + 4.4 ADR 15 30.5 381 -12.5 ADR 30 6.5 81 -17.1 PEG-P(Asp(ADR)) 80 18.0 225 + 6.1 PEG-P(Asp(ADR)) 120 32.5 382 - 5.5 PEG-P(Asp(ADR)) 200 >42.0 >490 - 7.4 ──────────────────────────────────── 1)無処置：8.０〜8.６日

【００２８】

【発明の効果】本発明の高分子化医薬は薬物の担持量を
増やしても良好な水溶性を保持するとともに医薬として
高い安定性を有しており、しかも副作用も軽減され、し
たがって、本発明により極めて有用な医薬を提供するこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高分子化医薬製剤ＰＥＧ−Ｐ〔Asp(Ａ
ＤＲ) 〕の構造概略図である。

【図２】アドリアマイシン (ＡＤＲ) 及び本発明の高分
子化医薬製剤ＰＥＧ−Ｐ〔Asp(ＡＤＲ)〕の485 nmの吸
収強度の経時変化を示す図である。

【図３】本発明の高分子化医薬製剤ＰＥＧ−Ｐ〔Asp(Ａ
ＤＲ)〕、及び該製剤に界面活性剤ＳＤＳを加えた場合
のゲルろ過ＨＰＬＣによる分析結果を示す図である。

【図４】本発明の高分子化医薬製剤ＰＥＧ−Ｐ〔Asp(Ａ
ＤＲ) 〕、及び該製剤に界面活性剤ＳＤＳを加えた場合
の蛍光分析結果を示す図である。

【図５】本発明の高分子化医薬製剤ＰＥＧ−Ｐ〔Asp(Ａ
ＤＲ) 〕のミセル径の分布状態をレーザー光散乱により
測定した結果を示す図である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｇ 69/40 ＮＳＰＣ０８Ｇ 69/40 ＮＳＰ 69/48 ＮＲＨ 69/48 ＮＲＨ (72)発明者山田則子東京都板橋区前野町６−10 前野町ハイツ１−601 (72)発明者井上祥平東京都豊島区千早町４−12 キャニオンマンション千早町206 (72)発明者横山昌幸東京都品川区東大井５−26−25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】親水性セグメントと、側鎖に薬物を結合
せしめた疎水性の薬理機能セグメントとを有するブロッ
ク共重合体からなる水溶性高分子化医薬。
【請求項２】薬理機能セグメントを内核に親水性セグ
メントを外核とするミセルを形成するものである請求項
１記載の水溶性高分子化医薬。
【請求項３】薬物が抗ガン剤である請求項１記載の水
溶性高分子化医薬。
【請求項４】抗ガン剤がアドリアマイシンである請求
項３記載の水溶性高分子化医薬。
【請求項５】親水性セグメントと、薬物と結合可能な
側鎖を有し、該薬物を結合した場合において疎水性とな
る第２のセグメントとからなるブロック共重合体からな
る薬物担持用担体。
【請求項６】下記式Ｉ：【化１】 (式中、ｎは５〜400、ｍは１〜300、ｘは０〜300の整数
を表す。)で示されるブロック共重合体。
【請求項７】下記式II：【化２】（式中、ｎは５〜400 、ｍは１〜300 の整数を表す。）
で示されるブロック共重合体をアルカリ加水分解するこ
とを特徴とする請求項６記載のブロック共重合体の製造
方法。