JPH10511008A

JPH10511008A - 膜透過性制御のための電子電圧パルスを用いた生物学的活性因子のパルス使用送達システム

Info

Publication number: JPH10511008A
Application number: JP8503326A
Authority: JP
Inventors: オーイウォン，; テュン−フェンチェン，; ラッセルオー．ポッツ，; デュライラッジボンミボンマンナン，
Original assignee: シグナス，インコーポレイテッド
Priority date: 1994-06-24
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 1998-10-27
Also published as: WO1996000111A1; EP0766579A1; AU2947795A; CA2194010A1

Abstract

(57)【要約】本発明は組織を介した物質のパルス化された輸送方法に関し、該方法は、（ａ）該組織に少なくとも１回電気パルスを印加することによって、該組織領域のエレクトロポレーションを生じさせるステップであって、該電気パルスはエレクトロポレーションパルス持続時間の間印加され、該エレクトロポレーションパルス持続時間は駆動力持続時間より短いステップと、（ｂ）該組織領域に駆動力を与え、それによって該駆動力持続時間の間に該駆動力が該組織を介して該物質を輸送させるステップと、（ｃ）該駆動力持続時間の間に該ステップ（ａ）を繰り返すステップとを包含する。

Description

【発明の詳細な説明】膜透過性制御のための電子電圧パルスを用いた生物学的活性因子のパルス使用送達システム発明の分野本発明は、生物学的活性因子およびその他の物質の制御された経皮送達に関する。背景技術定常速度での連続的な薬物送達は、経皮パッチおよび経口錠剤（浸透性ポンプ）などの多くの制御された放出装置において用いられている。イオン導入(ionto phoresis)は、組織への物質の送達に用いられている。しかし、物質送達速度は、物質の性質、組織上の送達部位の性質、物質リザーバーの構成および構造などのイオン導入機構によって制限される。イオン導入送達速度を制御し、要求に応じてあるいは予め設定された計画に従って、短期間に物質のレベルを増加させて転送する能力は、制限されている。多くの状況で、治療処理間に可変送達速度でパルス使用薬物送達を行うことによって、治療面でよりよい利点がもたらされる。多くの機構は、イオン導入、磁気的に調整された薬物送達システム、温度応答性調整薬物送達、膨張機構によるｐＨ感応性ゲル、および溶解性依存制御放出システムを含む、パルス使用タイプの送達プロファイルを生成することが研究されている。例えば、Sibalis、米国特許第5,013,293号のイオン導入システムは、パルスで患者の皮膚を介して薬物を意図的に送達し得る。Sibalisは、皮膚に印加される電流量を変化させることによって、すなわち、皮膚を介して薬物を輸送する駆動力の大きさを変化させることによって、パルス使用送達プロファイルを外見上は達成している。 Yukら、Pharm Res 、(1992)９(7)：955-957には、アルギン酸ナトリウム／ポリアクリル酸化合物を用いる電流感応性薬物送達システムが記載されている。「Pu lsatile Drug delivery Current Applications and Future Trends」R．Gur ny、H．E．JungingerおよびN.A Peppas eds.(1993年５月)CRC Press、Inc．には治療の根拠および治療適用が記載されている。Creasyら、Adv 「Drug Delivery」 Rev (1991)６：51-56は、内分泌／再現性「pulsatile delivery systems」を記載している。Lippoldら、Acta Pharm Technol、36（２）:97-98(1990)には、層状メチルヒドロキシプロピルセルロースマトリックスから塩化カリウムのパルス使用による放出が記載されている。Okanoらは「Pulsed and Self-regulated Drug Delivery」Chapter２、17-46頁、(J．Kost ed.)CRC Press、Inc．(1990)には、温度応答性制御薬物送達が記載されている。Nohrら、Proc Int Symp Controlled Release Bioact Materials ，19th 377-378頁(J．Kopecek ed.)には、パルス使用による経皮薬物送達が記載されている。Yoshidaら、Kagaku Kogaku、54:919-9 21には、感熱性ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリラミド−コ−アルキルメタクリレートによるパルス使用による薬物放出の制御が記載されている。従来技術のパルス使用薬物送達技術の大部分は、化学的あるいは物理的手段によって薬物装置あるいは薬物リザーバーに刺激を与え、装置からの薬物放出速度を調節することによって、パルス使用タイプの薬物プロファイルが達成され得る。これは吸収速度に影響を与え、それによって薬物プラズマレベルのスパイクが生じる。このタイプのアプローチは、移植装置、経口投薬形態、あるいは薬物透過が速度を制限するステップではない部位への投薬形態において有用である。しかし、薬物透過が速度を制限するステップとなる部位へ薬物を送達するシステムには、このアプローチによって利点はもたらされない。その一例が経皮薬物送達である。 BerggrenおよびGaleは、米国特許第4,698,062号において、皮膚透過を制御するための化学エンハンサーおよび放出速度を制御するための薬物装置を用いることを試みている。このように、パルス使用による薬物送達プロファイルが達成され得る。しかし、このタイプのシステムは製造が複雑で、容易に制御可能ではない。 Weaverら、米国特許第5,019,034号で、イオン導入などの原動力と関連してエレクトロポレーションを用いて、組織中に、組織外に、あるいは組織を通って薬物あるいはその他の物質を移動させることが開示されている。しかし、Weaverらは、物質の所定のおよび／または断続的な送達をどのように得るかについては言及していない。パルス使用薬物送達を達成するための革新的な方法は、制御して膜透過性を任意に変えながら、薬物装置の放出速度を実質的に一定に維持することである。このように、薬物送達速度はいつでも変えられ得る。化学エンハンサは、作用が遅く容易に制御可能ではないので、要求に応じて、膜透過性を変えるためには適していない。 Popeら、米国特許第4,723,958号には、チューブ中に薬物層およびスペーサー層が交互に配置され、チューブが患者の体内の流体環境に配置されているパルス使用薬物送達システムが記載されている。送達力は、積層体の一端に与えられる。流体に曝すと、薬物層はそれに応答して薬物を送達する。スペーサー層は送達力のみに応答する。薬物パルスのタイミングは送達力および層の大きさに依存し、パルスの持続時間は、流体環境への活性層の膨張速度あるいは分散速度によって決定される。生物学的活性因子、特に、ポリペプチドのような、小さい分子から中間の大きさの高分子（macromolecules）の生物学的活性因子などの物質を、制御してあるいは事前にプログラムして試料採取あるいは送達する方法が依然として必要とされている。また、薬剤の送達において作用の開始をより速くする方法を提供することも望ましい。発明の説明本発明は、組織を介した物質のパルス化輸送方法に関し、該方法は、（ａ）組織に少なくとも１回電気パルスを印加することによって、組織領域のエレクトロポレーションを行うステップであって、電気パルスはエレクトロポレーションパルス持続時間の間印加され、エレクトロポレーションパルス持続時間は駆動力持続時間より短いステップと、（ｂ）組織領域に駆動力を与え、それによって駆動力が駆動力持続時間の間に組織を介して物質を輸送させるステップと、（ｃ）駆動力持続時間の間ステップ（ａ）を繰り返すステップとを包含する。具体的には、本発明は、受動拡散、イオン導入あるいはそれらの両方と組み合わせてエレクトロポレーションを用いることによって、組織を介する物質のパルス使用タイプの送達方法である。従来技術とは大いに異なり、本発明は、約100〜約1000ボルトの電圧の、約１０マイクロ秒から約50ミリ秒の持続時間を有する１つのパルスを用い、その約８時間後までにあるいは約７日間後までに同様の付加的なパルスを用いる。この新規な方法は、より長い時間にわたって処理された皮膚の透過性を高く維持することによって、イオン導入によっておよび／または受動拡散によって受動的に物質の移送を可能にする。イオン導入によって、一定の皮膚フラックスが提供され得る。第１のパルスの後、送達フラックスは大幅に（スパイク状に）上昇し得る。一定期間後に皮膚透過性が正常に戻ると、フラックスはイオン導入フラックスに低下する。その後のパルス印加によって、皮膚フラックスに別のスパイクが形成される。送達速度のスパイクを所定の方法で制御することによって、薬物などの物質のパルス使用送達プロファイルが生成される。本発明の方法によって、薬物などの物質の要求に応じたパルス使用薬物送達／あるいは前もってプログラムされた送達のいずれかが行われ、かつ、作用の開始がより速くなる。本発明の方法は、測定されたあるいは検出されたパラメータに応答して薬物送達のスパイクを提供するためにも用いられ得る。駆動力としてイオン導入を用いるときには、エレクトロポレーションパルス(e lectroporative pulses)が、組織の損傷を生じさせずにイオン導入輸送に対する組織の抵抗力を変化させる。エレクトロポレーションパルスの大きさおよび持続時間は、エレクトロポレーションパルスによって組織に与えられた付加的な電流が、30分間にわたってエレクトロポレーションとイオン導入の両方によって送達される電流全体の0.1％未満であるように選択される。従って、本方法は物質のパルス使用薬物送達あるいは物質の前もってプログラムされた送達を行う、電流が実質的に一定の方法である。さらに、本方法は、高電流密度によって生じる皮膚損傷を回避するかあるいは少なくとも最小限にする。エレクトロポレーションパルスは、組織損傷を生じさせずに、物質輸送に対する組織の抵抗力を低下させ得、物質フラックス全体を上昇させ得るような大きさおよび持続時間を有する。本発明の方法は、糖尿病を患う患者にインスリンを、心拍障害を有する患者に抗不整脈薬を、狭心症を患う患者に硝酸塩を送達するため、および選択的β−遮断、妊娠調節治療、一般的なホルモン置換治療、免疫化、癌治療、長期免疫抑制などに有用である。図面の簡単な説明図１は、ヒトの死体の皮膚を介するインビトロでのフェンタニール送達を示すグラフである。図２は、エレクトロポレーションパルスを用いるあるいは用いない場合の、インビトロでの黄体形成ホルモン放出因子（LHRH）の経皮イオン導入による送達の結果を示すグラフである。図３は、1000Ｖのパルスを５ミリ秒の持続時間で一回印加した場合の、LHRHの受動送達の結果を示すグラフである。図４は、エレクトロポレーションパルスを用いるあるいは用いない場合の、ヒトの皮膚を介するインビトロでのニューロテンシンのイオン導入による送達の結果を示すグラフである。図５は、サケカルシトニン（sCT）の送達の結果を示すグラフである。図６は、sCTの送達を示すグラフである。図７は、ブタ皮膚を介するLHRHの送達を示すグラフである。図８は、モルシドミンの送達の結果を示すグラフである。発明の詳細な説明定義しない限り、本明細書において用いられるすべての技術的および科学的用語は、本発明が関連する分野の当業者によって通常理解される意味と同じ意味を有する。本明細書に記載されている方法および材料と類似の、あるいは等価の方法および材料は本発明の実施あるいは試験において用いられ得るが、好ましい方法および材料について記載する。本明細書において引用されているすべての特許および刊行物は、それらの特許および刊行物が関連して引用されている情報を開示および記載するために、本明細書において参考として援用される。本発明は患者への薬物投与に関連して大まかに記載されるが、この患者への薬物投与は１つの好ましい実施態様であるので、このような記載は便宜的なものであることに留意されたい。薬物という用語に代えて物質が、患者に代えて組織が、また、患者からの物質輸送に代えて試料採取／抽出が、患者への物質の輸送に代えて送達が概して用いられ得ることを、当業者は理解するであろう。本明細書において用いられるエレクトロポレーションとは、電界を用いて、脂質ベースバリアあるいは皮膚などの組織を介する物質の輸送に対する抵抗を一時的に低減させることを意味する。エレクトロポレーションは、（生存組織に）インビボで、（切除組織に）エクスビボで、あるいは（人工組織に）インビトロで与えられる。エレクトロポレーションにおいて、組織表面に配置された、通常は平板鋼からなる複数の電極、あるいは銀／塩化銀電極などの他の金属製の複数の電極を備えた装置は、組織において電界を生じさせることによって、物質ドナーリザーバーから組織を介して患者に、あるいはその逆に、患者から組織を介してレシーバーリザーバーに、所望の物質を分子輸送する。この方法は、エレクトロポレーションパルスの開始時間、パルス電圧、パルスの持続時間、パルス密度、複数のパルス間の時間間隔およびイオン導入の開始からなるグループから選択される、少なくとも一つの要素を制御する手段を用いる。第１のエレクトロポレーションパルスは、組織表面にエレクトロポレーション装置を取り付けた後の任意の時間に開始され得、次いでイオン導入が行われる。第１のパルス印加後に続く複数のパルス印加は、前のパルス印加の後の任意の時間に開始され、24時間まであるいはそれ以上継続される。各電気電圧パルスの大きさは、持続時間（パルス幅）が約１マイクロ秒から約50ミリ秒で約10〜約1000 Ｖである。イオン導入電流密度は、０（すなわち、受動送達）から約10mA/cm²である。好ましくは、本発明は、約10〜約1000Vの単一のパルス、約10マイクロ秒〜約20ミリ秒の持続時間、約0.05〜約10mA/cm²のイオン導入電流密度を用い、次いで、約８時間毎までに、特に、約４時間〜約８時間毎、あるいはさらには約７日毎に同様の付加的なパルスを用いる。本明細書において用いられるイオン導入は、電気エネルギーを組織に与え、リザーバーから組織に物質を移動させることを意味する。例えば、イオン導入法あるいはイオン導入装置は、組織と接触して配置された２つの電極を用い得る。一方の電極は、便宜的には、投与される物質を含有する吸収剤材料のパッドである。２つの電極間に電圧が印加されることによって、吸収剤材料から組織に物質が移動する。好ましくは、電圧は、0.1〜50Ｖの範囲である。本明細書において用いられる受動拡散は、濃度勾配を駆動力として用いる、リザーバーから組織への物質の移動を指す。本発明の方法による輸送送達あるいは試料採取／抽出は、対象／患者の組織中におよび組織を介して物質を輸送する非侵襲的方法であり、診断検定、法医学的評価および皮膚を介した薬物送達を含む。組織および真皮は、天然組織あるいは人工組織であり得、天然組織、人工組織、血管組織、腸組織などの、植物性あるいは動物性であり得る。本明細書で用いられる「人工的」とは、インビボあるいはインビトロで成長あるいは培養された単分子層の厚さあるいはそれ以上の厚さを有する細胞の凝集体であり、組織として機能するが、実際には先在する源あるいは宿主から由来していない、またはそれらから切除されてはいないものを意味する。対象／宿主は、動物、特に、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ、ヒツジ、ラット、マウスなどの哺乳類であり得、特にはヒトである。経皮的に送達され得る物質は、様々な薬物および診断材料を含む。本明細書で用いられているように、用語「薬剤」および「薬物」は、生物体内において進行に影響を与えるかあるいは進行を防止するあらゆる化学剤を含むように広く定義される。薬物の非限定的な適切な例は、抗生物質などの治療に用いられる薬物、ワクチンなどの予防のための薬物、天然の代謝生成物質および治療的に導入された代謝生成物質、ホルモン、酵素、タンパク質などの診断のための薬物を含む。経皮的に送達され得るその他の物質は、生物への、酵素、ビタミン、栄養素、ＤＮＡ、ＲＮＡなどを含む。適切な物質は、抗炎症薬物、鎮痛薬、抗喘息薬、鎮痙薬、抗うつ薬、抗精神病薬、精神安定薬、抗不安薬、麻酔拮抗薬、抗パーキンソン病剤、コリン作動拮抗薬、抗癌薬、免疫抑制剤、抗ウイルス性剤、抗生物質剤、食欲抑制剤、制吐薬、抗コリン作動薬、抗ヒスタミン薬、抗偏頭痛剤、冠状動脈、大脳あるいは末梢血管拡張薬、ホルモン剤、避妊薬、抗トロンビン剤、利尿薬、高血圧薬、心臓血管薬、オピオイドなどを含む。物質は、本発明の方法を用いて、本質的に、あるいは皮膚の処理によって、組織を介して透過し得る。特定の薬剤の例は、ステロイド（例えば、エストラジオール、プロゲステロン、デメゲストン、プロメゲストン、テストステロン、およびそれらのエステル）、ニトロ化合物（例えば、ニトログリセリン、イソソルビド硝酸塩）、ニコチン、クロルフェニラミン（chloropheniramine）、テルフェナジン、トリプロリジン、ヒドロコルチゾン、オキシカム誘導体（例えば、ピロキシカム）、ケトプロフェン、ムコ多糖（例えば、チオムカーゼ（thiomucase））、ブプレノルフィン、フェンタニール、フェンタニール類似体、ナロキソン、コデイン、ジヒドロエルゴタミン、ピゾチリン、サルブタモール、テルブタリン、プロタグランジン（例えば、ミソプロストルおよびエンプロスチル）、オメプラゾール、イミプラミン、ベンザミド（例えば、メトクロプラミド）、スコポラミン、ペプチド（例えば、成長ホルモン放出因子（growth releasing factor）およびソマトスタチン）、クロニジン、ジヒドロキシピリンジン（例えば、ニフェジピン）、ベラパミル、エフェドリン、プロパノロール、メトプロロール、スピロノラクトン、チアジド（例えば、ヒドロクロロチアジド）、フルナリジン、シンドンイミン（sync oneimine）（例えば、モルシドミン）、硫酸化多糖（例えば、ヘパリン画分）、および生理学的に許容される酸および塩基とのそのような化合物の塩を含む。物質は、生理学的に許容される担体に投与され得る。適切な生理学的に許容される担体は、当該分野において公知であり、等張リン酸緩衝液化生理食塩水（PB S）などの緩衝剤、局部適用のための担体などを含む。本発明の経皮的方法と共に用いられる必要はないが、従来から当該分野において公知の透過性エンハンサーがあってもよい。適切な透過性エンハンサーは、Ｃ_2-4 アルカンジオールの脂肪酸エステルあるいは脂肪アルコールエステル、エタノールなどのアルコール、ジメチルスルホキシド、ジメチルラウラミド、ポリエチレングリコールモノラウトラート（PEGML）などを含む。本発明の方法による物質の経皮投与の用量および回数は、用いられる薬剤、意図される使用、可能性のある皮膚刺激副作用、物質の寿命、物質が投与される組織、対象あるいは患者の年齢、体重および性別を含む、多くの要素に依存する。当業者には、これらの要素をどのように評価するか、および投与の適切な用量および回数をどのように決定するかがわかる。従来技術の速度制御送達装置は、平均的透過性を有する皮膚を介して得られ得る速度よりも低い速度で物質を放出し、かつ、ユニット活性（飽和濃度）が定常送達全体を通じて維持されるように十分な薬物を含むように設計される。本方法は、対象から得た試料を分析し、物質の有無、物質の量あるいは質を決定するステップを有し得る。これは、特定の電極あるいは生物活性分子を知覚信号導入因子（sensing signal-transducing element）として用いる電子バイオセンサーを用いることによって行われ得る。また、本方法は、例えば、経口的に、経皮的に、経直腸的に、経頬的に、経静脈的などに、試料中の所定レベルの標的物質に応答して薬物を対象に自動的に投与する、あるいは試料中の所定レベルの標的物質に応答してオペレーターに自動的に警告を与えて、薬物投与あるいはその他の処理を行うステップを包含し得る。実施例以下の例は、本発明を説明する目的のものであり、本発明を何ら制限するように解釈されるべきではない。実施例１分割厚さ(split thickness)のヒトの死体の皮膚を用いて、フラックス研究（インビトロ）を行った。一枚の皮膚（0.78cm²）により、拡散細胞アセンブリのレシーバー区画(receiver compartment)をドナー区画(donor compartment)から分離した。ドナー溶液は、等張フォスフェートバッファー化食塩水（PBS）にpH7 .4で溶解したフェンタニールサイトレート(fentanyl citrate)を含有していた。レシーバー溶液は、pH7.4のPBSであった。フェンタニールサイトレートは、pKa7 .9を有する。従って、フェンタニールはpH7.4において正に帯電している。よって、ドナー溶液は、電気泳動性を得るために陽極(anode)を含んでいた。銀およびAg／AgCl電極をそれぞれ陽極および陰極(cathode)として用いた。４つの複製(replicate)（ｎ＝４）において、以下の工程を以下の順で行った。 − 30分間の受動送達 − 310μA/cm²（ＤＣ）において60分間のイオン導入送達 − 310μA/cm²（ＤＣ）の電流に重畳した、エレクトロポレーションパルス印加（振幅950V、パルス幅５ミリ秒、５秒毎に１パルス）30分間。パルス印加がオンの時は、ＤＣはオフにした。 − 90分間のＤＣイオン導入（310μA/cm²） − 310μA/cm²ＤＣの電流に重畳した、エレクトロポレーションパルス印加（950V、パルス幅５ミリ秒、５秒毎に１パルス）30分間。パルス印加がオンの時は、ＤＣはオフにした。 − 90分間のＤＣイオン導入（310μA/cm²） − 150分間の受動送達 30分間隔で（パルス印加期間(episode)中15分間）で、レシーバー溶液（１ml）を抜き出し(withdrawn)、等容積のPBSと置き換えた。抜き出したサンプルを、HP LCを用いてフェンタニール成分について分析した。図１は、フェンタニールフラックスを時間の関数として示している。上向きの矢印は開始を表し、下向きの矢印は電気処理の終了を示している。白抜きの矢印はイオン導入を示し、塗りつぶした矢印は電気泳動を示している。イオン導入が安定状態に達してから１時間後、1.5〜２時間目の間、パルス印加の開始により、イオン導入を用いて得られるフラックスに比べてフェンタニールフラックスが有意に（＞×２）増加する。パルス印加を２時間目に停止すると、フラックスは降下し始める。この傾向は、第２回目のパルス印加期間である3. 5〜４時間目においてより明白である。パルス印加はフラックスを増加させ、パルス印加を停止するとフラックスは降下する。これらの結果は、エレクトロポレーションパルス印加の使用によりi)プログラマブルな薬物送達およびii)所望のフラックスの迅速な開始が得られることを明らかに示している。実施例２上記実施例１で説明したものと同様な手順に従い、LHRHの輸送を決定した。図２は、ヒトの死体の皮膚を用いた、インビトロでの黄体形成ホルモン放出因子の経皮送達結果の、単一のエレクトロポレーションパルスを用いた場合および用いなかった場合のグラフである。白抜きの四角形はイオン導入のみによるフラックスを示し、塗りつぶした四角形はパルス印加後のイオン導入によるフラックスを示している。塗りつぶした矢印は、パルス印加の開始を示している。図３は、1000Ｖの単一エレクトロポレーションパルスを、イオン導入電流を用いず５ミリ秒の期間行った場合のLHRH送達の結果のグラフである。塗りつぶした矢印は、パルス印加の開始を示す。実施例３上記実施例で説明したものと同様な手順に従い、インビトロにおけるニューロテンシンのヒト皮膚を介した経皮送達を決定した。図４は、インビトロにおけるニューロテンシンのヒト皮膚を介した経皮送達の、エレクトロポレーションパルスを行った場合および行わなわなかった場合を示すグラフである。塗りつぶした四角形は、1000Ｖで７ミリ秒間のエレクトロポレーション単一パルス印加を示す。白抜きの四角形は、エレクトロポレーションパルス印加を行わないコントロールを表している。実施例４上記で説明したものと同様な手順に従い、イオン導入、イオン導入および単一パルスエレクトロポレーションそして受動送達による、サケカルシトニン（sCT ）の経皮送達を決定した。各方法において、３つの細胞複製（ｎ＝３）を用いた。sCTドナー溶液の濃度はpH7.4のDulbeccoのPBSにおいて0.1mg/mlであり、レシーバー溶液は、sCTを欠いている点以外は同様であった。交差反応性のため、ドナーバッファーを用いて２時間組織を前洗浄した。図５は、sCTの送達の結果を示すグラフである。細胞１〜３（黒い菱形）には、1mA/cm²において（0.385mA）２時間イオン導入処理を行い、細胞４〜６（黒い四角形）には、500Ｖのエレクトロポレーション単一パルスおよび1mA/cm²のイオン導入処理を２時間行い、細胞７〜９（白抜き四角形）には、受動送達を24時間行った。前洗浄後の受動送達は、少量のsCTを示した。イオン導入とともにエレクトロポレーションパルスを使用することは、イオン導入のみの場合よりもsCTの送達を増加させた。実施例５前記実施例と同様な手順に従い、sCTの送達を決定した。ドナー溶液およびレシーバー溶液のpHが7.4ではなく4.0であること以外、実験条件は同じ（1.0mA/cm² ）であった。図６は、sCTの送達のグラフである。白抜きの四角形は、イオン導入処理のみを表し、塗りつぶした菱形は、イオン導入とエレクトロポレーション単一パルス印加の使用を表す。実施例６上記説明したものと同様な実験的手順に従い、LHRHの経皮送達を決定した。各イオン導入処理を開始するためのエレクトロポレーション条件は、振幅500Ｖでパルス幅10ミリ秒であった。図７は、LHRHのブタ皮膚への送達のグラフである。塗りつぶした四角形は、イオン導入処理のみを表し、白抜きの四角形は、イオン導入と単一パルスエレクトロポレーションの使用を表す。白抜きの矢印は、イオン導入が開始した時を表し、塗りつぶした矢印はイオン導入を中止(discontinue)した時を表している。実施例７上記説明したものと同様な手順に従い、モルシドミンのヒト死体表皮(epiderm is)を通した受動浸透におけるエレクトロポレーション効果。ミルシドミンのドナー濃度は、pH7.4(Dulbecco)のPBSにおいて5.0mg/mlであり、レシーバー溶液は、pH7.4のPBSであった。エレクトロポレーションパルス印加条件は500Ｖ振幅で、約20ミリ秒パルス幅の時定数であった。この実験の結果を図８に示す。白抜きの四角形は、コントロールを表す。塗りつぶした菱形は、500Ｖ振幅の単一エレクトロポレーションパルスによる処理を表す。水溶性pH7.4からのモルシドミンの受動フラックスは非常に低かった。実験の開始時における単一パルスによって、受動フラックスは初期的に10倍以上に増加した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ポッツ，ラッセルオー. アメリカ合衆国カリフォルニア 94114, サンフランシスコ，ウラナステラス 78 (72)発明者ボンマンナン，デュライラッジボンミアメリカ合衆国カリフォルニア 94043, マウンテンビュー，ナンバー 27，ノースレングストルフアベニュー 765

Claims

【特許請求の範囲】１．組織を介する物質のプログラムされた輸送方法であって、該方法は、（ａ）組織領域に電界を印加することによって、該組織領域のエレクトロポレーションを生じさせるステップと、（ｂ）該ステップ（ａ）の実行後に該組織領域に駆動力を与えることによって、該組織を介して該物質を輸送するステップと、（ｃ）前もって設定された計画に従って、該ステップ（ａ）および該ステップ（ｂ）を繰り返すステップと、を包含する方法。２．前記電界印加ステップが、前記組織領域への複数の電圧パルス印加を含む、請求項１に記載の方法。３．組織を介する物質の輸送方法であって、該方法は、（ａ）組織領域に電界を印加することによって、該組織領域のエレクトロポレーションを生じさせるステップと、（ｂ）該ステップ（ａ）の実行後に該組織領域に駆動力を与えることによって、該組織を介して該物質を輸送するステップと、（ｃ）要求に応じて該ステップ（ａ）および該ステップ（ｂ）を繰り返すステップと、を包含する方法。４．前記駆動力は、受動拡散、イオン導入および受動拡散とイオン導入の両方からなるグループから選択される、請求項１に記載の方法。５．前記駆動力は、受動拡散、イオン導入および受動拡散とイオン導入の両方からなるグループから選択される、請求項１に記載の方法。６．前記駆動力はイオン導入である、請求項５に記載の方法。７．前記電圧パルスによって付加される付加的な電流が、30分間の期間にわたって前記エレクトロポレーションおよび前記イオン導入の両方によって前記組織に送達される電流全体の0.1％未満である、請求項６に記載の方法。８．前記ステップ（ａ）において、各電圧パルスの大きさが、約10Ｖから約1000 Ｖであり、各電圧パルスの持続時間が約１マイクロ秒から約50ミリ秒であり、前記ステップ（ｃ）を実行する頻度が約８時間までである、請求項６に記載の方法。９．前記物質が薬剤である、請求項１に記載の方法。１０．前記薬剤が、抗生物質、ワクチン、代謝生成物質、ホルモン、酵素およびタンパク質からなるグループから選択される、請求項９に記載の方法。１１．前記薬剤が、抗炎症薬物、鎮痛薬、抗喘息薬、鎮痙薬、抗うつ薬、抗精神病薬、精神安定薬、抗不安薬、麻酔拮抗薬、抗パーキンソン病剤、コリン作動拮抗薬、抗癌薬、免疫抑制剤、抗ウイルス性剤、抗生物質剤、食欲抑制剤、制吐薬、抗コリン作動薬、抗ヒスタミン薬、抗偏頭痛剤、冠状動脈、大脳あるいは末梢血管拡張薬、ホルモン剤、避妊薬、抗トロンビン剤、利尿薬、高血圧薬、心臓血管薬およびオピオイドからなるグループから選択される、請求項９に記載の方法。１２．前記薬剤が、エストラジオール、プロゲステロン、デメゲストン、プロメゲストン、テストステロン、およびそれらのエステル、ニトログリセリンおよびイソソルビド硝酸塩、ニコチン、クロルフェニラミン(chloropheniramine)、テルフェナジン、トリプロリジン、ヒドロコルチゾン、ピロキシカムなどのオキシカム誘導体、ケトプロフェン、チオムカーゼ、ブプレノルフィン、フェンタニール、フェンタニール類似体、ナロキソン、コデイン、ジヒドロエルゴタミン、ピゾチリン、サルブタモール、テルブタリン、ミソプロストル、エンプロスチル、オメプラゾール、イミプラミン、メトクロプラミド、スコポラミン、成長ホルモン放出因子（growth releasing factor）、ソマトスタチン、クロニジン、ニフェジピン、ベラパミル、エフェドリン、プロパノロール、メトプロロール、スピロノラクトン、ヒドロクロロチアジド、フルナリジン、モルシドミン、ヘパリン画分,および生理学的に許容される酸および塩基とのそのような化合物の塩からなるグループから選択される、請求項９に記載の方法。１３．前記薬物が、フェンタニール、黄体形成ホルモン放出因子(LHRH)、ニューロテンシン、モルシドミンおよびサケカルシトニン(sCT)からなるグループから選択される、請求項９に記載の方法。１４．前記物質が、酵素、ビタミン、栄養素、DNAおよびRNAからなるグループから選択される、請求項１に記載の方法。１５．前記組織が皮膚である、請求項１に記載の方法。１６．前記組織が人工組織である、請求項１に記載の方法。１７．前記輸送が、前記電圧パルスの開始時間、該電圧パルスの大きさ、該電圧パルスの持続時間、イオン導入電流密度、前記ステップ（ａ）〜前記ステップ（ｃ）実行間の時間間隔からなるグループから選択される、少なくとも一つの要素を制御する手段を用いることによって制御される、請求項１に記載の方法。１８．前記電圧パルスの大きさが約10Ｖから約1000Ｖの範囲であり、前記持続時間が約10マイクロ秒から約20ミリ秒であり、イオン導入電流密度が約0.05から約 10mA/cm²であり、前記ステップ（ｃ）が約８時間後までに行われる、請求項１に記載の方法。１９．前記ステップ（ｃ）が約４時間毎から約８時間毎に行われる、請求項１８に記載の方法。２０．前記ステップ（ｃ）が前記ステップ（ａ）の24時間後までに行われ、前記電圧パルスの大きさが約10Ｖから約1000Ｖの範囲であり、前記エレクトロポレーションパルス持続時間が約1.0マイクロ秒から約50ミリ秒であり、イオン導入電流密度が約０から約10mA/cm²の範囲である、請求項１に記載の方法。２１．対象から得られる試料を分析して、物質の有無、量あるいは質を決定するステップをさらに包含する、請求項１に記載の方法。２２．前記分析が、特定の電極あるいは生物活性分子を知覚信号導入因子として用いる電子バイオセンサーを用いることによって行われる、請求項２１に記載の方法。２３．前記試料中の所定レベルの標的物質に応答して、薬物を前記対象に自動的に投与する、あるいは該試料中の該所定レベルの標的物質に応答して、オペレーターに自動的に警告を与えて、薬物投与あるいはその他の処理を行うステップをさらに包含する、請求項２１に記載の方法。２４．前記電界を印可するステップは、前記組織領域に複数の電圧パルスの印可を含む、請求項３に記載の方法。２５．前記ステップ（ａ）において、前記電圧パルスの大きさが約10Ｖから約10 00Ｖの範囲であり、前記電圧パルスの持続時間が約１マイクロ秒から約50ミリ秒であり、前記ステップ（ｃ）を実行する頻度が約８時間後までである、請求項２４に記載の方法。２６．前記駆動力はイオン導入である、請求項２４に記載の方法。２７．前記電圧パルスによって付加される付加的な電流が、30分間の期間にわたって前記エレクトロポレーションおよび前記イオン導入の両方によって前記組織に送達される電流全体の0.1％未満である、請求項２６に記載の方法。２８．前記輸送が、前記電圧パルスの開始時間、該電圧パルスの大きさ、該電圧パルスの持続時間、イオン導入電流密度、前記ステップ（ａ）〜前記ステップ（ｃ）実行間の時間間隔からなるグループから選択される、少なくとも一つの要素を制御する手段を用いることによって制御される、請求項２６に記載の方法。２９．前記電圧パルスの大きさが約10Ｖから約1000Ｖの範囲であり、前記持続時間が約10マイクロ秒から約20ミリ秒であり、イオン導入電流密度が約0.05から約 10mA/cm²であり、前記ステップ（ｃ）が約８時間後までに行われる、請求項２６に記載の方法。３０．前記ステップ（ｃ）が約４時間毎から約８時間毎に行われる、請求項２９に記載の方法。３１．前記ステップ（ｃ）が前記ステップ（ａ）の24時間後までに行われ、前記電圧パルスの大きさが約10Ｖから約1000Ｖの範囲であり、前記エレクトロポレーションパルス持続時間が約1.0マイクロ秒から約50ミリ秒であり、イオン導入電流密度が約０から約10mA/cm²の範囲である、請求項２６に記載の方法。３２．前記物質が薬剤である、請求項３に記載の方法。３３．前記薬剤が、抗生物質、ワクチン、代謝生成物質、ホルモン、酵素およびタンパク質からなるグループから選択される、請求項３２に記載の方法。３４．前記薬剤が、抗炎症薬物、鎮痛薬、抗喘息薬、鎮痙薬、抗うつ薬、抗精神病薬、精神安定薬、抗不安薬、麻酔拮抗薬、抗パーキンソン病剤、コリン作動拮抗薬、抗癌薬、免疫抑制剤、抗ウイルス性剤、抗生物質剤、食欲抑制剤、制吐薬、抗コリン作動薬、抗ヒスタミン薬、抗偏頭痛剤、冠状動脈、大脳あるいは末梢血管拡張薬、ホルモン剤、避妊薬、抗トロンビン剤、利尿薬、高血圧薬、心臓血管薬およびオピオイドからなるグループから選択される、請求項３２に記載の方法。３５．前記薬剤が、エストラジオール、プロゲステロン、デメゲストン、プロメゲストン、テストステロン、およびそれらのエステル、ニトログリセリンおよびイソソルビド硝酸塩、ニコチン、クロルフェニラミン(chloropheniramine)、テルフェナジン、トリプロリジン、ヒドロコルチゾン、ピロキシカムなどのオキシカム誘導体、ケトプロフェン、チオムカーゼ、ブプレノルフィン、フェンタニール、フェンタニール類似体、ナロキソン、コデイン、ジヒドロエルゴタミン、ピゾチリン、サルブタモール、テルブタリン、ミソプロストル、エンプロスチル、オメプラゾール、イミプラミン、メトクロプラミド、スコポラミン、成長ホルモン放出因子（growth releasing factor）、ソマトスタチン、クロニジン、ニフェジピン、ベラパミル、エフェドリン、プロパノロール、メトプロロール、スピロノラクトン、ヒドロクロロチアジド、フルナリジン、モルシドミン、ヘパリン画分,および生理学的に許容される酸および塩基とのそのような化合物の塩からなるグループから選択される、請求項３２に記載の方法。３６．前記薬物が、フェンタニール、黄体形成ホルモン放出因子(LHRH)、ニューロテンシン、モルシドミンおよびサケカルシトニン(sCT)からなるグループから選択される、請求項３２に記載の方法。３７．前記物質が、酵素、ビタミン、栄養素、DNAおよびRNAからなるグループから選択される、請求項３に記載の方法。３８．前記組織が皮膚である、請求項３に記載の方法。３９．前記組織が人工組織である、請求項３に記載の方法。４０．対象から得られる試料を分析して、物質の有無、量あるいは質を決定するステップをさらに包含する、請求項３に記載の方法。４１．前記分析が、特定の電極あるいは生物活性分子を知覚信号導入因子として用いる電子バイオセンサーを用いることによって行われる、請求項４０に記載の方法。４２．前記試料中の所定レベルの標的物質に応答して、薬物を前記対象に自動的に投与する、あるいは該試料中の該所定レベルの標的物質に応答して、オペレーターに自動的に警告を与えて、薬物投与あるいはその他の処理を行うステップをさらに包含する、請求項４０に記載の方法。