JPH10513185A - ミセル性ナノ粒子 - Google Patents

ミセル性ナノ粒子

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ミセル性ナノ粒子及びそれらの製造方法に関する。ミセル性ナノ粒子を、油、安定剤/界面活性剤及びアルコール性開始剤の混合物を水溶液を用いて水和することにより作成する。これらのミセル性ナノ粒子は、通常、直径が100ナノメートル未満である。これらのミセル性ナノ粒子は、それらの小寸法が容易な透過を可能にするので、特に、エストラジオール等の物質を、局所的に皮膚を通して送達するのに有利である。

Description

【発明の詳細な説明】 ミセル性ナノ粒子発明の背景 本発明は、「ミセル性ナノ粒子」、1000ナノメートル(1ミクロン)より 小さい平均直径を有するミセル様粒子を構築するための材料及び方法に関するも のである。これらのミセル性ナノ粒子は、サブミクロンの大きさであり、油ベー スの粒子であり、最小のものは微生物学的精製に普通に用いられるような0.2 ミクロンフィルターを通して濾過できる。この発明のミセル性ナノ粒子は、水溶 液及び緩衝液中の安定な分散中に形成することができる。 ミセル性ナノ粒子は、それらの小寸法の故に様々な用途を有している。他の合 成粒子例えばリポソーム、非リン脂質の脂質小胞及びマイクロカプセルは、通常 、1ミクロン以上である。対照的に、この発明のミセル性ナノ粒子は、直径10 0ナノメートル未満の大きさに形成することが可能である。脂質小胞(それらの あるものは、油を運ぶように処理され得る。Wallachに対する米国特許第4,9 11,928号参照)と異なり、本発明の粒子は、少なくとも1種の油、安定剤 /界面活性剤、開始剤、及び水又は他の希釈剤をそれらの製造において必要とす る。しかしながら、コレステロールもリン脂質も使用しない。事実、これらのナ ノ粒子は、ヒトへの利用応用に適した食品等級、USP又はNF等級の材料を用 いて作成することができる。これは、これらのミセル性ナノ粒子が血流中への物 質の局所的送達に用いられるものであるならば、特に重要である。この型のシス テムの一つの特殊な利用は、天然の又は合成のホルモン例えばエストラジオール の送達である。これらの物質は、しばしば、溶解度の問題を有する。例えば、そ れらは、しばしば、安定な粒子システムに組み込むことが困難であり得るエタノ ール等の物質にのみ可溶性である。 ミセル性ナノ粒子は、約30〜1000ナノメートルの平均直径の安定な粒子 中に取り込まれるべき水、油又は開始剤(即ち、エタノール又はメタノール)の 何れにも可溶性の物質を許容する点においてユニークである。殆どの標品は、 30〜500ナノメートルの粒子直径を有し、水に混合可能であり、0.2又は 0.45ミクロンのフィルターを通して濾過することができる。それらは、−2 0〜25℃で貯蔵することができる。 記載の材料及び方法を用いることにより、下記のように、ミセル性ナノ粒子を 生成することができる: 1.エタノール又はメタノール可溶性の薬物を粒子に取り込ませる。 2.エタノール又はメタノール可溶性の農薬を粒子に取り込ませる。 3.アジュバントを粒子に取り込ませる。 4.蛋白質を粒子に取り込ませる。 5.完全な核酸を含む全ウイルスを粒子に取り込ませる。しかしながら、この 発明の一層小さい粒子は、多くのウイルスとほぼ同じ大きさであることは注意さ れなければならない。 6.エタノール抽出したフレーバーを粒子に取り込ませる。 7.揮発性油(フレーバー及び芳香剤)を粒子に取り込ませる。 8.電荷を粒子に取り込ませる。 9.着色された粒子を造る。 薬物を局所的に送達する能力は、特に重要である。直径が1ミクロン未満であ るような小さい粒子はもっと大きい粒子よりも容易に皮膚境界を通り抜けること ができるということは、何年にもわたって知られている。しかしながら、小さい 粒子にて送達される少量の薬物は、しばしば、有用性が限られている。更に、殆 どの粒子は、それらが送達することのできる物質の限られたクラスしか有しない 。 従って、この発明の目的は、種々のクラスの物質を送達することのできるサブ ミクロン粒子を生成することである。 この発明の他の目的は、エタノール又はメタノールに可溶性であるが水性及び 油システムにおいては制限された溶解度を有し又は不溶性である物質を送達する ことのできるサブミクロン粒子を生成することである。 この発明の更なる目的は、薬物送達に用いることができる直径が100ナノメ ートルより小さい粒子を生成することである。 尚更なるこの発明の目的は、エストラジオール等のホルモンの局所的送達のた めの粒子を生成することである。 この発明のこれらの及び他の目的は、その説明及び請求の範囲から明らかとな ろう。発明の要約 本発明は、ミセル性ナノ粒子及びそれらの製造方法を特徴とする。これらのミ セル性ナノ粒子は、エタノール及びメタノールに可溶性の物質の局所的送達のた めの特殊な応用を有する薬物送達ビヒクルとしての特別の有用性を有する。しか しながら、これらのミセル性ナノ粒子は又、多くの異なるクラスの薬物及び他の 物質を送達するためにも利用することができる。これらのミセル性ナノ粒子の小 さい寸法及びそれらの組織との適合性は、それらを多くの用途に適用することを 可能にする。 この発明のミセル性ナノ粒子は、約10〜1000ナノメートルの直径を有し 、これらの粒子の殆どは100ナノメートル未満の直径を有する。この小さい粒 子寸法は、0.2ミクロンのフィルターを通過することを可能にする。これらの ナノ粒子は、油、安定剤(又は界面活性剤)及び開始剤例えばエタノール又はメ タノールを含む親油相から造られる。この親油相は、水又は緩衝液等の水溶液に よって水和される。好適な安定剤は、非リン脂質界面活性剤特にツイーン(ソル ビタン脂肪酸エステルのポリオキシエチレン誘導体)ファミリーの界面活性剤及 びノニルフェノールポリエチレングリコールエーテルである。最も好ましい界面 活性剤は、ツイーン60(ポリオキシエチレン20ソルビタンモノステアレート )及びツイーン80(ポリオキシエチレン20モノオレエート)及びタージトー ルNP−40(ポリ(オキシ−1,2−エタンジイル)、α−(4−ノニルフェ ノール)−ω−ヒドロキシ,分枝[分子量平均1980])及びタージトールN P−70(混合界面活性剤−AQ=70%)である。これらの界面活性剤の高い 分子量は、製造及びその結果生成したミセル性ナノ粒子の安定性において有利な 特性を有しているように見える。 本発明における好適な開始剤は、エタノール及びメタノールであるが、他の 短鎖アルコール及び又はアミドもある状況においては用いることができる。純粋 なエタノール又はメタノールが好適であるが、これらの二者の混合物及び少なく とも50%のアルコールを含むブレンドした又はブレンドしてない物質を用いる ことができる。この開始剤の群には、香りを付けた開始剤例えばペパーミント、 レモン、オレンジ等のフレーバーのアルコール抽出物等が含まれ得る。 開始剤及び安定剤の界面活性剤に加えて、これらのミセル性粒子を、適当な油 の選択により、改変し又は注文製造することができる。殆どの油でうまくいくよ うであるが、好適な油は、植物油、堅果油、魚油、ラード油、鉱油、スクアラン 、トリカプリリン及びこれらの混合物よりなる群から選択される。 多くの他の物質をこれらのミセル性ナノ粒子に加えてこれらの粒子を注文製造 することができる。揮発性油例えば揮発性フレーバー油を幾らかの油の代りに用 いることができ、又はこれらの粒子を形成する他の油に加えて用いることができ る。着色剤例えば食品着色剤を、好ましくは開始剤に加えることにより、利用す ることもできる。この間始剤又は油は、最終的粒子懸濁液に取り込まれる活性成 分をも運ぶことができる。これらの活性成分は、この液体に溶解させ又は懸濁さ せることができる。一つの好適な活性成分は、エタノール開始剤に溶解させるこ とができ且つこの粒子に取り込ませることのできるステロイド又はエストラジオ ール等のホルモンである。エストラジオールは水溶液中で沈殿するので、水相を 加えることは、エストラジオールを沈殿させるであろう(次いで、局所的標品に て放出することができる)。一つの興味深い明白な事実は、本発明の方法を用い て形成した結晶型は、形状において、エストラジオールの標準的な水溶液沈殿と 異なるということである。 親油相を水和するために用いる水溶液は、好ましくは、水又は緩衝液例えばリ ン酸緩衝塩溶液等の生理学的に適合性の溶液である。この水溶液は、取り込みの ための活性物質をその中に溶解させ又は懸濁させて有することができる。これら のミセル性ナノ粒子の製造のための基本的手順は、油、安定剤/界面活性剤及び 開始剤をブレンドして親油相を形成すること及び過剰の親油相を水性希釈溶液と ブレンドすること(好ましくは、約4:1の比)である。親油相の水相とのブレ ンディング(即ち、水和)は、好ましくは、直径1/18,000インチのオリ フィスを通して約50m/sの相対速度を生成する装置を用いて達成する。この 剪断は、好適寸法範囲内の粒子を与えるが、もっと低い剪断値(例えば、もっと 大きいオリフィス又はもっと低い速度の使用)は、一層大きい粒子寸法を生じ得 る。 ここに記載の種々の材料及び方法のすべてを、改変し又は選択して、生成する ミセル性ナノ粒子の性質を制御することができる。活性物質は、これらの粒子へ の取り込みのための油、開始剤又は水相にて運ぶことができる。これらの粒子は ミセルであるようであるが、それらは、この発明の範囲を変えることなく、逆ミ セル(reverse micelles)の形態であってよい。この発明を、更に、下記の詳細 な説明及び図面によって説明する。図面の簡単な説明 図1a及び1bは、この発明のナノ粒子の、2つの異なる倍率での電子顕微鏡 写真であり:そして 図2は、卵巣切除され、その後、3つの異なる型のビヒクルを用いて1mgの エストラジオールの局所投与を受けたアカゲザルにおける血清エストラジオール のグラフである。発明の詳細な説明 本発明は、ミセル性ナノ粒子及びそれらの製造方法に関するものである。マイ クロカプセル及びリポソームの系と異なり、本発明のミセル性ナノ粒子は、有意 の量の活性成分を運ぶ有意の直径100ナノメートル未満の寸法の集団を有する 。これらのミセル性ナノ粒子は、特に、それらの小寸法及び迅速な皮膚透過を可 能にする他の特性の故に、局所的薬物送達ビヒクルとして有用である。これらの ミセル性ナノ粒子は又、運ぶことのできる活性物質に、油、水性希釈剤又は好ま しくは開始剤の何れかに懸濁又は溶解させ得るものが含まれる点において、格別 用途が広い。これらの特性は、このシステムが、他の送達システムでは利用する ことが困難な活性物質を利用することを可能にする。 ミセル性ナノ粒子を、最初に、少なくとも1種の油(好ましくは、表1から選 択する油)、安定剤(界面活性剤)(好ましくは、表2からの界面活性剤)及び 開始剤(好ましくは、エタノール又はメタノール)を合わせることにより形成す る。最も好ましい安定剤は、ツイーン60、ツイーン80、タージトールNP− 40及びタージトールNP−70である。更なる可能な開始剤を、表3(アルコ ール及び関連化合物)及び表4(アルコール芳香化抽出物)に示す。もしエタノ ール50%未満の表4のアルコール芳香化抽出物の何れかを用いるならば、エタ ノールとその抽出物との1:1混合物の使用は、少なくとも50%のエタノール が使用されることを確実にする。揮発性油も又これらの化学化合物に加えること ができ(表5)、着色剤をこの油−安定剤−開始剤混合物に加えることもできる (表6)。オレイン酸をこの油−安定剤−開始剤混合物に加えることによって、 負の電荷を導入することができる。これらの物質の混合後、水又は表7に示した ような適当な緩衝液を高速でこの混合物に注入する。油:安定剤:開始剤の好適 な比は、25:3:5(容積比)である。予備混合した油を含有する相と水との 好適な比は、4:1である。ナノ粒子を、往復シリンジ器械、連続流器械、又は 高速混合装置を用いて生成することができる。この4:1の比で造った粒子は、 直径30〜500ナノメートルに及ぶ。これらの水混和性粒子を、次いで、0. 2又は0.45ミクロンのフィルターを通して濾過することができる。単に水の 含量を増し油−安定剤−開始剤含量を減らすか又は粒子形成の際の剪断力を変え るだけで、もっと大きいミセル性粒子を造ることができる。我々は、1000ナ ノメートル(1ミクロン)未満の平均直径を有する粒子に対して「ミセル性ナノ 粒子」なる名称を造り出した。 下記の実施例は、この発明及びその有用性を一層明確に説明するであろう。実施例1 − 非帯電ミセル性ナノ粒子の生成 表8は、水が希釈剤であるミセル性ナノ粒子を生成するために用いられる物質 を含んでいる。Coulter L130レーザーサイジング装置を用いたサイジングパラメ ーターを表9に示す。 上記の油−安定剤−開始剤成分を、60秒間混合する。1mLの水を、往復シリ ンジ器械を用いて、4mLの混合物に注入する。この器械は、1/18,000 インチのオリフィスを有するステンレス鋼Leurlokコネクターを介して一つに繋 れた2つの5mLのシリンジを有する。これらの溶液を、これらのシリンジ間で 、コネクターを通して、約100秒間行き来させる。その結果生成した粒子をE Mグリッド上で乾燥させ、酢酸ウラニルで染色して、電子顕微鏡写真検査を行な った。図1aは、この標品の60,000×倍の電子顕微鏡写真を示しており、 図1bは、同じ標品の150,000×倍の電子顕微鏡写真を示している。これ らのミセル性ナノ粒子の生成方法の簡単な説明を各表の下に示してある。 LS130サイジング装置を用いることの一つの問題は、それが、直径200ナノ メートル未満の粒子の寸法を正確に測定できないということである。図1a及び 1bを用いて、殆どの粒子が直径70〜90ナノメートルであり、5%の粒子が 直径90ナノメートルを超えるに過ぎないことが測定される。20〜30ナノメ ートルの範囲の粒子は、図1bに示した一層高倍率にて見ることができる。 実施例2 − ミセル性ナノ粒子へのエストラジオールの取り込み 表10及び12は、2つの異なる濃度でエストラジオールが取り込まれた2ロ ットの非帯電ミセル性ナノ粒子を生成するのに用いられる物質を含んでいる。両 標品は、水を希釈剤として用いて作られる。下記の実施例3に記載のアカゲザル の研究においては一層高いエストラジオール濃度の物質が用いられ た。ミセル性ナノ粒子の形成の前に、50又は100mgのエストラジオールを 標品の開始剤(エタノール成分)にて可溶化する。エストラジオールは水の存在 にて沈殿するので、これは必須である。事実、試薬等級のエタノール中の少量の 水は、エストラジオールを沈殿させるのに十分であるようである。何故なら、こ こに記載の材料及び手順を用いて形成したミセル性粒子は、その中に含まれるエ ストラジオールの結晶を有するようだからである。しかしながら、これらの結晶 は、水中沈澱で通常見出される針様形態ではなくシート様形態を有しているよう である。 これらのミセル性ナノ粒子を、実施例1に記載のものと実質的に同じ手順を用 いて作製したが、開始剤を他の成分と混合する前にエストラジオールをエタノー ル開始剤に溶解(又は懸濁)させた。油−安定剤−開始剤/エストラジオール成 分は、手作業で混ぜるか又はボルテックスミキサーを用いて60秒間混合するこ とができる。1mLの水を実施例1に記載したような往復シリンジ器械を用いて 生成した混合物4mLに注入する。 これらの標品についてのCoulter LS130レーザーサイジング装置を用いて測定 したサイジングデータを、これらの2つの標品について、それぞれ、表11及び 13に示す。LS130サイジング装置は、直径200ナノメートル未満の粒子の寸 法を正確に測定できない。これらの物質も又、EMグリッド上で乾燥し、酢酸ウ ラニルで染色して、電子顕微鏡写真検査を行なった。電子顕微鏡写真は、殆どの 粒子が200ナノメートル未満であることを示している。20〜30ナノメート ルの範囲の粒子は、見ることができる。結晶化したエストラジオールは、大きい ミセル中に容易に見ることができる。遊離の薬物結晶は何れの視野にも認められ ず、薬物のミセルへの完全な取り込みを示している。 実施例3 − エストラジオール含有標品のアカゲザル試験 実施例2の100mgのエストラジオール標品を、効力を示すためにエストラ ジオールの標準エタノール標品に対比して試験した。エタノール(表14)又は ミセル性ナノ粒子(表15)中の1ミリグラムのエストラジオールを、4匹の卵 巣切除したアカゲザルのグループの皮膚に適用した。一連の血液試料を、次の3 2日間にわたって取り、血清エストラジオールのレベルを測定した。その血清エ ストラジオールのデータは、図2にグラフ表示してある。何れの動物の皮膚にも 更なる薬物は適用しなかった。動物を次の60日間にわたって、腟出血の生じる 時間、持続及び激しさを観察した(表16)。 表14及び15及び図2のデータは、治療血清レベルのエストロゲンが、卵巣 切除された動物の血流中に、両グループにおいて、単一投与の1時間後に存在す ることを示している。40ピコグラム/mlより高い平均エストラジオールレベ ルが、エタノール標品では7日間維持され、ナノ粒子標品では6日間維持される 。エストロゲンレベルが低いとき(図2及び表16参照)には、両グループにお いて腟出血が生じる。図2の曲線の形状も特別興味深いものである。エタノール −エストラジオール標品は、高い初期作用及び急激な減少を示す「鮫の歯」曲線 を生じるが、ミセル性ナノ粒子標品は、数時間にわたってほぼ平坦なレベルを有 するもっと「中位の(mesa)」効果を生じる。この「中位の」効果は、しばしば 、ピークに達することに関連した幾つかの問題を最少化することができるので、 好ましい。 従って、この実施例は、非ヒト霊長類において、この発明のミセル性ナノ粒子 を用いて、エストラジオールを無傷の皮膚を通して送達し、単一投与後6日間に わたって治療血清エストラジオールレベルを維持することができることをを示し ている。この技術は、医学における多くの治療応用を有し得る。 このエストラジオール標品は又、種々の温度にて安定でもある。表17は、実 施例2のミセル性ナノ粒子について、−20℃、25℃及び65℃における温度 安定性のデータを示している。明らかなように、ミセル性ナノ粒子は高温では不 安定であるが、それらは、室温及び低温では安定である。 更に、この発明のミセル性ナノ粒子は、安定性を失うことなく、水溶液で稀釈 することができる。これは、使用の際に必要ならば稀釈することのできる高濃度 製品を使用することを可能にする。 当業者は、ここに記載したこの発明の特定の具体例の多くの同等物を認識し、 又は常例的実験を用いて確認することができる。かかる同等物は、後記の請求の 範囲に包含されるものである。
───────────────────────────────────────────────────── 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,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,SZ,U G),UA(AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM ),AL,AM,AT,AU,AZ,BB,BG,BR ,BY,CA,CH,CN,CZ,DE,DK,EE, ES,FI,GB,GE,HU,IS,JP,KE,K G,KP,KR,KZ,LK,LR,LS,LT,LU ,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO, NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,S I,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.約25〜1000nmの直径を有するミセル性ナノ粒子であって、該ミセル 性ナノ粒子が、油、安定剤及びアルコールベースの開始剤を含み適当な水ベース の溶液で水和された親油相を含み、該安定剤を、ツイーン60、ツイーン80、 ノニルフェノールポリエチレングリコールエーテル及びこれらの混合物よりなる 群から選択する、上記のミセル性ナノ粒子。 2.前記の開始剤を、メタノール、エタノール及びこれらの混合物を含むアルコ ールベースの物質よりなる群から選択する、請求項1に記載のミセル性ナノ粒子 。 3.前記の開始剤を、50%以上のエタノール、メタノール及びこれらの混合物 を含むアルコールベースの物質よりなる群から選択する、請求項2に記載のミセ ル性ナノ粒子。 4.前記の油を、植物油、堅果油、魚油、ラード油、鉱油、スクアラン、トリカ プリリン及びこれらの混合物よりなる群から選択する、請求項1に記載のミセル 性ナノ粒子。 5.前記の水溶液が生理学的に適合性の溶液を含む、請求項1に記載のミセル性 ナノ粒子。 6.前記の水溶液を、水及びリン酸緩衝塩溶液よりなる群から選択する、請求項 8に記載のミセル性ナノ粒子。 7.前記の水相がそれに溶解させ又は懸濁させた活性物質を有する、請求項1に 記載のミセル性ナノ粒子。 8.前記の油がそれに溶解させ又は懸濁させた活性物質を有する、請求項1に記 載のミセル性ナノ粒子。 9.前記の開始剤がそれに溶解させ又は懸濁させた活性物質を有する、請求項1 に記載のミセル性ナノ粒子。 10.前記の活性物質がエストラジオールを含む、請求項9に記載のミセル性ナ ノ粒子。 11.前記のミセル性ナノ粒子が水溶液に分散可能である、請求項1に記載のミ セル性ナノ粒子。 12.前記のミセル性ナノ粒子の直径が0.2mmのフィルターの通過を可能に する、請求項1に記載のミセル性ナノ粒子。 13.下記のステップを含む、ミセル性ナノ粒子の製造方法: 過剰の油を安定剤及び開始剤とブレンドして親油相を形成し、該安定剤は、ツ イーン60、ツイーン80、ノニルフェノールポリエチレングリコールエーテル 及びこれらの混合物よりなる群から選択し; 水溶液ベースを有する稀釈溶液を調製し;そして 過剰の該親油相を該稀釈剤とブレンドして上記のミセル性ナノ粒子を形成する 。 14.前記の開始剤を、メタノール、エタノール及びこれらの混合物を含むアル コールベースの物質よりなる群から選択する、請求項13に記載の方法。 15.前記の開始剤を、50%以上のエタノール、メタノール及びこれらの混合 物を含むアルコールベースの物質よりなる群から選択する、請求項14に記載の 方法。 16.前記の油を、植物油、堅果油、魚油、ラード油、鉱油、スクアラン、トリ カプリリン及びこれらの混合物よりなる群から選択する、請求項13に記載の方 法。 17.前記の水溶液が生理学的に適合性の溶液を含む、請求項16に記載の方法 。 18.前記の水溶液を、水及びリン酸緩衝塩溶液よりなる群から選択する、請求 項17に記載の方法。 19.前記の水相がそれに溶解させ又は懸濁させた活性物質を有する、請求項1 3に記載の方法。 20.前記の油がそれに溶解させ又は懸濁させた活性物質を有する、請求項13 に記載の方法。 21.前記の開始剤がそれに溶解させ又は懸濁させた活性物質を有する、請求項 13に記載の方法。 22.前記の活性物質がエストラジオールを含む、請求項21に記載の方法。 23.前記の親油相と前記の希釈剤とのブレンディングを、約50m/sの相対 速度を用いて、1/18,000インチのオリフィスを通して達成する、請求項 13に記載の方法。 24.前記の親油相の前記の水相に対する比が約4:1である、請求項13に記 載の方法。
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