JPS6322031A - 高分子医薬化合物の遅延/持続形放出制御素材 - Google Patents
高分子医薬化合物の遅延/持続形放出制御素材Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔発明の背景〕
(発明の分野)
この発明は、高分子、特に親水性高分子の放出制御に関
する。さらに詳しくは、医薬組成物、特にポリペプチド
類、例えば黄体形成ホルモン放出ホルモン(rr、■(
−[−(J)、哺乳動物成長ホルモン、哺乳動物成長ホ
ルモン放出ホルモン、チモンン様活性を存するポリペプ
チド類およびその類似体の遅延/持続形放出に関する。 具体的には、この発明は、最初部分的に水和された、非
生物分解性ハイドロゲル速度制限膜を有する薬剤放出素
材(device)に関する。これらの放出系は、眼科
用挿入物および植え込み可能な素材を含み得るが、放出
環境に置かれるまで高分子の放出を遅らせ、次いで持続
性の、好ましくはゼロ−オーダー放出を容易にする。 (背景となる資料) 活性薬剤の持続放出は、有用であることか知られている
。特にある種の医薬の投与において、薬剤の持続放出は
、一定の血清濃度が得られ、また患者のコンプライアン
ス(服薬順守)が改善される点で非常に効果的であるこ
とが示された。また、放出環境に置かれたときの放出が
急速であると植え込みまたは使用場所において許容され
得ない高い初期濃度をもたらし得るため、そのような薬
剤の放出を遅らせることは望ましい。 可能性のある生物医学的適用性(ある種の薬剤放出素材
における可能な使用を含む)に関する合成ハイドロゲル
試験により、拡散機構に関する様々な理論が生じた。リ
−、ジョーンおよびアンドレードは、モデルとしてポリ
HE M A (ヒドロキシエチルメタクリレート)を
用いて、ハイドロゲルの含水状態が3種類に分類される
ことを提案した〔「ネイチャー・オン・ウォーター・イ
ン・シンセティック・ハイドロゲル膜」、「ジャーナル
・才ブ・コロイド・アンド・インターフェース・サイエ
ンスj(J、 Co11oid & Inter4
ace Sci、)51巻(2)225−231(1
975年)〕。それによると、第1の20%ハイドロゲ
ル含水量の、いわゆる「Z水」はポリマーマトリックス
と結合したしのである。次の10−12%含水量の、い
わゆる界面または「Y水」は、ポリマーマトリックスに
よる部分的影響がある。ゲルにより吸収されたさらにも
う1種の水は比較的ポリマーマトリックスによる影響は
ない。それはバルク(bulk)または「X水」と呼ば
れる。 シー等のモデルは、キム、カーディナル、ビスニーブス
キーおよびツエントナーにより拡大された〔「ハイドロ
ゲル膜に対する溶質の透過性、親水性溶質対疎水性溶質
」、ニー・シー・ニス・ンンボジウム・シリーズ(ウォ
ーター・イン・ボリマーズXAC3Symposium
Series(Water in P。 lymers))、127巻(20)347−359(
1980年)〕。彼等は、ハイドロゲル膜に対する親水
性溶質の拡散係数は、分子サイズおよび含水量により異
なるという結論に達した。純粋なポリHEMAおよび低
モルパーセントのエチレングリコールジメタクリレート
(fEGDMAJ)と架橋しrこポリHEMAにおける
透過性は、孔の機構による、すなわちバルクタイプの水
によるものであった。 疎水性溶質は、孔および分配機構の両方により拡散する
、すなわちそれぞれバルクタイプの水、並びに界面タイ
プおよび結合タイプの水により拡散するということであ
った。しかしながら、どの論文もそのような拡散特性が
どのように遅延/持続形放出素材の設計に適用され得る
かということについて一切示唆を与えるものではなかっ
た。 ウッド、アトウッドおよびコレットは、ハイドロゲルに
おける小さな疎水性分子サリチル酸(溶質)の拡散モデ
ルについて記載している〔「ジ・インフルエンス・オン
・ゲル・フオーミュレーション・オン・ザ・ディフュー
ジョン・オン・サリシリック・アシッド・イン・ポリH
EMA・ハイドロゲル膜」、「ジャーナル・オン・ファ
ーマシ−・アンド・ファーマコロンーJ(J 、 Ph
arm、 Pharmacol、)34巻1−4(19
82年)〕。放射性標識したサリチル酸をHE M A
モノマー溶液に加え、その場でポリマー化した。生成し
たゲルの含水量を測定した。試料ゲルと接触状態で置か
れたゲルへの溶質の泳動を定量化することにより拡散を
測定した。結論として、拡散は、第1に高い水和レベル
(31%以上)の水和液によりポリマーの孔を通して起
こったことになった。水和レベルが3I%より低い場合
、拡散はポリマーセグメント内における溶質の溶解によ
り起こるということであった。 架橋濃度は拡散に重大な影響を与えなかった。これはパ
ーセント水和と比例する孔サイズにおけろ変化と相関関
係にあった。しかしながら、ウッド等は、親水性高分子
組成物の遅延/持続形放出に対するパーセント水和の影
響に関して何も示さなかった。孔サイズおよび拡散の相
互作用の別の処理については、ビス二一ブスキーおよび
キム〔「ジャーナル・オン・メンプレイン・サイエンシ
ーズ」(J、 Membrane Sci、)6巻29
9−308(1980年)〕参照。 制御および持続放出組成物は、プロゲステロンに関する
分野において知られている〔マツグ等、[トピックス・
イン・ファーマシューティカル・サイエンシーズJ(T
opics in Pharm、 Sci、)26
5−275頁(1983年)参照〕。様々な素材が例え
ばカーディナル、キム、ソング、シーおよびキムによる
論文に記載されている〔「コンドロールド・リリース・
ドラッグ・デリバリ−・ンステムズ・フロム・ハイドロ
ゲルズ:ブロゲステロン・リリース・フロム・モノリシ
ック、レザーバー、コンバインド・レザーバー−モノリ
ンツク・アンド・モノリンツク・ディバインーズ・ウィ
ズ・レート・コントローリング・バリアーズ」、ニー・
アイ・シー・エッチ・イー・シンポジウム・シリーズ(
A I ChE Symposium Serie
s)、77巻52−61(1981年)〕。 微孔性膜(ハイドロゲルを含むものもある)は、インブ
ラント、眼科用挿入物、被覆された子宮内避妊器具など
、例えば米国特許第3416530号(ネス、発明の名
称「アイボール・メディケーンヨン・ディスペンシング
・タブレットJ)、3551556号(クリメント等、
発明の名称「キャリアズ・フォー・バイオロジカリー・
アクティブ・サブスタンノーズ」)、3618604号
(ネス、発明の名称「オキュラー・インサート」)、3
828777号(ネス、発明の名称「マイクロポラス・
オキュラー・ディバイス」)および4548990号(
ミュラー等、発明の名称「クロスリンクド、ポラス・ボ
リマーズ・フォー・コンドロールド・ドラッグ・デリバ
リ−」)に記載のものを含む素材の速度制限バリアとし
て使用されてきた。 米国特許第3993072号(ザファ口一二、発明の名
称「マイクロポラス・ドラッグ・デリバリ−・ディバイ
ス」)およびその親特許3948254号(発明の名称
「ノーベル・ドラッグ・デリバリ−・ディバイス」)お
よび3854380号(発明の名称「ドラッグ−デリバ
リ−・システムj)では、薬剤を含有する固体インナー
マトリックスを含み、ポリマー膜から成る壁に囲まれた
薬剤放出系が開示されている(3993072号および
3948254号親特許の場合、微孔性膜を必要とし、
その孔が薬剤放出速度制御媒質を含む)。 ポリペプチドのような親水性高分子の放出を目的とする
幾つかの持続放出素材も記載されている。 例えば、ヨーロッパ特許出願公開第0092918号(
チャーチル等、発明の名称[コンティニュアス・リリー
ス・)t−ミュレーションズ」)は、疎水性/親水性非
架橋コポリマーからの例えば黄体形成ホルモン放出ホル
モン、生長ホルモンおよび生長ホルモン放出因子の連続
放出について記載している。ただし、疎水性成分は生物
分解性であり、親水性成分は生物分解性である場合もそ
うでない場合らあり得る。水性の生理学的タイプの環境
に置かれたとき水分を吸収してハイドロゲルを生成する
ことができる組成物が記載されている。 これらの先行素材は、レザーバー中における薬剤の拡散
率、放出環境における薬剤の拡散率および膜を通した薬
剤の拡散率の間の関係に依存している。すなわち、膜が
速度制御バリアとしての役割を果たすためには、膜を通
した拡散率はこれら3つのうちで最低でなくてはならな
い。それらは一般にすべてフィックの拡散第1法則に従
うものであり、膜を通る溶質の流量は、膜の面積および
厚さ、膜材料に対する溶質の透過係数および溶質の高度
と関係がある。 ハイドロゲルペースの放出素材に関する先行技術を高分
子に適用する試みの結果、先行素材の中で次の問題点を
解決するものはないことが判った。 (i)それらの素材は、設置されると直ちに高分子を放
出してしまう。 (ii)それらの素材は、放出環境において初期薬剤放
出スパイクを引き起こす。 (iii)それらの素材は、可撓性であるため植え込み
中に操作するのが困難である。 (iv)非水和性(またはキセロゲル)素材は、速度制
限膜が非常に砕けやすく、操作時(例、植え込み中)に
欠けたり亀裂か入りやすいため、ゼロ−オーダー放出に
必要とされる密閉レザーバー環境を破壊する可能性があ
る点で、水和性ハイドロゲル素材と比べて比較的脆い。 この発明は、適当な担体および高分子組成物を包囲する
最初部分的に水和した非生物分解性のハイドロゲル速度
制限膜を使用することに上り萌述の問題点を総て解決す
るものである。 〔発明の要約〕 この発明は、長期間にわたる高分子医薬組成物の投与を
含む、約1000より大きい分子量を有する高分子の遅
延/持続放出素材に関するものである。この素材は、担
体、例えば医薬的に許容し得る担体で、高分子組成物に
より飽和し、ま1こその過剰量の固体を含有するものを
含む。ホモポリマーまたはコポリマー([ココポリマー
)材料から成る最初部分的に水和した、非生物分解性ハ
イドロゲル速度制限膜が担体を包囲する。例えば、この
素材は、担体(例、シリコーン油または[ココポリマー
)に懸濁し、膜(例、ヒドロキシエチルメタクリレート
(rHEMAJ)、グリセリンメタクリレート(rGM
AJ)およびメチルメタクリレート(TMMAj)を含
む最初に部分的に水和した架橋または非架橋[ココポリ
マー)で囲まれた少なくとも1種のホルモン活性水溶性
ポリペプチドを常用の単一6用量より多い有効量で含有
し得る。この発明の素材は、部分的にのみ水和した、す
なわち、砕けやすくならない程度には充分水和している
が、素材が構造上操作可能な状態であり、放出環境に設
置される府は高分子組成物に対して最初は実質的に非透
過性である程度にしか水和していない膜を有するもので
ある。 この発明において有用な素材は、レザーバー、モノリシ
ック、モノリシックレザーバーおよび速度制御バリア層
タイプを伴うモノリシックの外科用インブラント、坐剤
、膣挿入物および眼科用挿入物を含む。それらはすべて
共通してハイドロゲル速度制限膜を用いることによりそ
こに含まれろ活性薬剤(複数も可)の放出を制御するも
のである。 モノリシックタイプの素材では、担体はまた速度制限膜
としての役割も果たす。 別の態様において、この発明は、有効量の高分子組成物
の遅延/持続放出用に設計された素材の製造方法を包含
する。この方法では、素材の膜を最初に部分的に水和し
て高分子組成物に対して実質的に非透過性であり操作可
能な構造となる含水量を達成する。 さらに別の態様において、この発明は、重連の最初部分
的に水和した素材を放出環境に導入することによる高分
子組成物の放出方法を包含する。
する。さらに詳しくは、医薬組成物、特にポリペプチド
類、例えば黄体形成ホルモン放出ホルモン(rr、■(
−[−(J)、哺乳動物成長ホルモン、哺乳動物成長ホ
ルモン放出ホルモン、チモンン様活性を存するポリペプ
チド類およびその類似体の遅延/持続形放出に関する。 具体的には、この発明は、最初部分的に水和された、非
生物分解性ハイドロゲル速度制限膜を有する薬剤放出素
材(device)に関する。これらの放出系は、眼科
用挿入物および植え込み可能な素材を含み得るが、放出
環境に置かれるまで高分子の放出を遅らせ、次いで持続
性の、好ましくはゼロ−オーダー放出を容易にする。 (背景となる資料) 活性薬剤の持続放出は、有用であることか知られている
。特にある種の医薬の投与において、薬剤の持続放出は
、一定の血清濃度が得られ、また患者のコンプライアン
ス(服薬順守)が改善される点で非常に効果的であるこ
とが示された。また、放出環境に置かれたときの放出が
急速であると植え込みまたは使用場所において許容され
得ない高い初期濃度をもたらし得るため、そのような薬
剤の放出を遅らせることは望ましい。 可能性のある生物医学的適用性(ある種の薬剤放出素材
における可能な使用を含む)に関する合成ハイドロゲル
試験により、拡散機構に関する様々な理論が生じた。リ
−、ジョーンおよびアンドレードは、モデルとしてポリ
HE M A (ヒドロキシエチルメタクリレート)を
用いて、ハイドロゲルの含水状態が3種類に分類される
ことを提案した〔「ネイチャー・オン・ウォーター・イ
ン・シンセティック・ハイドロゲル膜」、「ジャーナル
・才ブ・コロイド・アンド・インターフェース・サイエ
ンスj(J、 Co11oid & Inter4
ace Sci、)51巻(2)225−231(1
975年)〕。それによると、第1の20%ハイドロゲ
ル含水量の、いわゆる「Z水」はポリマーマトリックス
と結合したしのである。次の10−12%含水量の、い
わゆる界面または「Y水」は、ポリマーマトリックスに
よる部分的影響がある。ゲルにより吸収されたさらにも
う1種の水は比較的ポリマーマトリックスによる影響は
ない。それはバルク(bulk)または「X水」と呼ば
れる。 シー等のモデルは、キム、カーディナル、ビスニーブス
キーおよびツエントナーにより拡大された〔「ハイドロ
ゲル膜に対する溶質の透過性、親水性溶質対疎水性溶質
」、ニー・シー・ニス・ンンボジウム・シリーズ(ウォ
ーター・イン・ボリマーズXAC3Symposium
Series(Water in P。 lymers))、127巻(20)347−359(
1980年)〕。彼等は、ハイドロゲル膜に対する親水
性溶質の拡散係数は、分子サイズおよび含水量により異
なるという結論に達した。純粋なポリHEMAおよび低
モルパーセントのエチレングリコールジメタクリレート
(fEGDMAJ)と架橋しrこポリHEMAにおける
透過性は、孔の機構による、すなわちバルクタイプの水
によるものであった。 疎水性溶質は、孔および分配機構の両方により拡散する
、すなわちそれぞれバルクタイプの水、並びに界面タイ
プおよび結合タイプの水により拡散するということであ
った。しかしながら、どの論文もそのような拡散特性が
どのように遅延/持続形放出素材の設計に適用され得る
かということについて一切示唆を与えるものではなかっ
た。 ウッド、アトウッドおよびコレットは、ハイドロゲルに
おける小さな疎水性分子サリチル酸(溶質)の拡散モデ
ルについて記載している〔「ジ・インフルエンス・オン
・ゲル・フオーミュレーション・オン・ザ・ディフュー
ジョン・オン・サリシリック・アシッド・イン・ポリH
EMA・ハイドロゲル膜」、「ジャーナル・オン・ファ
ーマシ−・アンド・ファーマコロンーJ(J 、 Ph
arm、 Pharmacol、)34巻1−4(19
82年)〕。放射性標識したサリチル酸をHE M A
モノマー溶液に加え、その場でポリマー化した。生成し
たゲルの含水量を測定した。試料ゲルと接触状態で置か
れたゲルへの溶質の泳動を定量化することにより拡散を
測定した。結論として、拡散は、第1に高い水和レベル
(31%以上)の水和液によりポリマーの孔を通して起
こったことになった。水和レベルが3I%より低い場合
、拡散はポリマーセグメント内における溶質の溶解によ
り起こるということであった。 架橋濃度は拡散に重大な影響を与えなかった。これはパ
ーセント水和と比例する孔サイズにおけろ変化と相関関
係にあった。しかしながら、ウッド等は、親水性高分子
組成物の遅延/持続形放出に対するパーセント水和の影
響に関して何も示さなかった。孔サイズおよび拡散の相
互作用の別の処理については、ビス二一ブスキーおよび
キム〔「ジャーナル・オン・メンプレイン・サイエンシ
ーズ」(J、 Membrane Sci、)6巻29
9−308(1980年)〕参照。 制御および持続放出組成物は、プロゲステロンに関する
分野において知られている〔マツグ等、[トピックス・
イン・ファーマシューティカル・サイエンシーズJ(T
opics in Pharm、 Sci、)26
5−275頁(1983年)参照〕。様々な素材が例え
ばカーディナル、キム、ソング、シーおよびキムによる
論文に記載されている〔「コンドロールド・リリース・
ドラッグ・デリバリ−・ンステムズ・フロム・ハイドロ
ゲルズ:ブロゲステロン・リリース・フロム・モノリシ
ック、レザーバー、コンバインド・レザーバー−モノリ
ンツク・アンド・モノリンツク・ディバインーズ・ウィ
ズ・レート・コントローリング・バリアーズ」、ニー・
アイ・シー・エッチ・イー・シンポジウム・シリーズ(
A I ChE Symposium Serie
s)、77巻52−61(1981年)〕。 微孔性膜(ハイドロゲルを含むものもある)は、インブ
ラント、眼科用挿入物、被覆された子宮内避妊器具など
、例えば米国特許第3416530号(ネス、発明の名
称「アイボール・メディケーンヨン・ディスペンシング
・タブレットJ)、3551556号(クリメント等、
発明の名称「キャリアズ・フォー・バイオロジカリー・
アクティブ・サブスタンノーズ」)、3618604号
(ネス、発明の名称「オキュラー・インサート」)、3
828777号(ネス、発明の名称「マイクロポラス・
オキュラー・ディバイス」)および4548990号(
ミュラー等、発明の名称「クロスリンクド、ポラス・ボ
リマーズ・フォー・コンドロールド・ドラッグ・デリバ
リ−」)に記載のものを含む素材の速度制限バリアとし
て使用されてきた。 米国特許第3993072号(ザファ口一二、発明の名
称「マイクロポラス・ドラッグ・デリバリ−・ディバイ
ス」)およびその親特許3948254号(発明の名称
「ノーベル・ドラッグ・デリバリ−・ディバイス」)お
よび3854380号(発明の名称「ドラッグ−デリバ
リ−・システムj)では、薬剤を含有する固体インナー
マトリックスを含み、ポリマー膜から成る壁に囲まれた
薬剤放出系が開示されている(3993072号および
3948254号親特許の場合、微孔性膜を必要とし、
その孔が薬剤放出速度制御媒質を含む)。 ポリペプチドのような親水性高分子の放出を目的とする
幾つかの持続放出素材も記載されている。 例えば、ヨーロッパ特許出願公開第0092918号(
チャーチル等、発明の名称[コンティニュアス・リリー
ス・)t−ミュレーションズ」)は、疎水性/親水性非
架橋コポリマーからの例えば黄体形成ホルモン放出ホル
モン、生長ホルモンおよび生長ホルモン放出因子の連続
放出について記載している。ただし、疎水性成分は生物
分解性であり、親水性成分は生物分解性である場合もそ
うでない場合らあり得る。水性の生理学的タイプの環境
に置かれたとき水分を吸収してハイドロゲルを生成する
ことができる組成物が記載されている。 これらの先行素材は、レザーバー中における薬剤の拡散
率、放出環境における薬剤の拡散率および膜を通した薬
剤の拡散率の間の関係に依存している。すなわち、膜が
速度制御バリアとしての役割を果たすためには、膜を通
した拡散率はこれら3つのうちで最低でなくてはならな
い。それらは一般にすべてフィックの拡散第1法則に従
うものであり、膜を通る溶質の流量は、膜の面積および
厚さ、膜材料に対する溶質の透過係数および溶質の高度
と関係がある。 ハイドロゲルペースの放出素材に関する先行技術を高分
子に適用する試みの結果、先行素材の中で次の問題点を
解決するものはないことが判った。 (i)それらの素材は、設置されると直ちに高分子を放
出してしまう。 (ii)それらの素材は、放出環境において初期薬剤放
出スパイクを引き起こす。 (iii)それらの素材は、可撓性であるため植え込み
中に操作するのが困難である。 (iv)非水和性(またはキセロゲル)素材は、速度制
限膜が非常に砕けやすく、操作時(例、植え込み中)に
欠けたり亀裂か入りやすいため、ゼロ−オーダー放出に
必要とされる密閉レザーバー環境を破壊する可能性があ
る点で、水和性ハイドロゲル素材と比べて比較的脆い。 この発明は、適当な担体および高分子組成物を包囲する
最初部分的に水和した非生物分解性のハイドロゲル速度
制限膜を使用することに上り萌述の問題点を総て解決す
るものである。 〔発明の要約〕 この発明は、長期間にわたる高分子医薬組成物の投与を
含む、約1000より大きい分子量を有する高分子の遅
延/持続放出素材に関するものである。この素材は、担
体、例えば医薬的に許容し得る担体で、高分子組成物に
より飽和し、ま1こその過剰量の固体を含有するものを
含む。ホモポリマーまたはコポリマー([ココポリマー
)材料から成る最初部分的に水和した、非生物分解性ハ
イドロゲル速度制限膜が担体を包囲する。例えば、この
素材は、担体(例、シリコーン油または[ココポリマー
)に懸濁し、膜(例、ヒドロキシエチルメタクリレート
(rHEMAJ)、グリセリンメタクリレート(rGM
AJ)およびメチルメタクリレート(TMMAj)を含
む最初に部分的に水和した架橋または非架橋[ココポリ
マー)で囲まれた少なくとも1種のホルモン活性水溶性
ポリペプチドを常用の単一6用量より多い有効量で含有
し得る。この発明の素材は、部分的にのみ水和した、す
なわち、砕けやすくならない程度には充分水和している
が、素材が構造上操作可能な状態であり、放出環境に設
置される府は高分子組成物に対して最初は実質的に非透
過性である程度にしか水和していない膜を有するもので
ある。 この発明において有用な素材は、レザーバー、モノリシ
ック、モノリシックレザーバーおよび速度制御バリア層
タイプを伴うモノリシックの外科用インブラント、坐剤
、膣挿入物および眼科用挿入物を含む。それらはすべて
共通してハイドロゲル速度制限膜を用いることによりそ
こに含まれろ活性薬剤(複数も可)の放出を制御するも
のである。 モノリシックタイプの素材では、担体はまた速度制限膜
としての役割も果たす。 別の態様において、この発明は、有効量の高分子組成物
の遅延/持続放出用に設計された素材の製造方法を包含
する。この方法では、素材の膜を最初に部分的に水和し
て高分子組成物に対して実質的に非透過性であり操作可
能な構造となる含水量を達成する。 さらに別の態様において、この発明は、重連の最初部分
的に水和した素材を放出環境に導入することによる高分
子組成物の放出方法を包含する。
添付図面において、第1図は、この発明に従い製造され
たH EMA/MMAキャストコポリマー速度制限膜を
高分子組成物ナファレリン酢酸塩が通過する場合の累積
輸送量対時間を示すグラフである。 同第2図は、この発明に従い製造された)(EMA/M
MAレドックスコポリマー速度制限膜を高分子組成物ナ
ファレリン酢酸塩が通過する場合の累積輸送量対時間を
示すグラフである。 同第3図は、この発明に従い製造された架橋HEMAレ
ドックスホモポリマー速度制限膜を高分子組成物ナファ
レリン酢酸塩が通過する場合の累積輸送量対時間を示す
グラフである。 同第4図は、ナファレリン酢酸塩の透過性対この発明に
従い製造された速度制限膜の平衡含水量の図である。 同第5図は、時間の経過にしたがい変化する様々なイン
ブラントのインビボ放出プロフィールを示すグラフであ
る。 〔発明の詳細な記載〕 (素材) この発明の素材(device)について、それらの最
も好ましい用途、すなわちひと、家畜動物、例えば牛、
豚、羊、やぎなど、ベット動物、例えば猫、犬、兎など
、および家禽、例えば鶏、七面鳥、ガチョウ、アヒルな
どを含む動物に対する医薬の遅延/持続形放出と結びつ
けて記載を行う。遅延/持続形放出は、放出環境に設置
後の活性薬剤の放出を遅らせ、さらにその後の持続形放
出、好ましくはゼロ−オーダー放出として定義される。 この発明の他の適用例には、工業的、農業的および家庭
的環境における制御された(例、遅延/持続形)放出が
含まれる。 この発明の素材は、レザーバー、モノリシック、モノリ
シックレザーバーおよび速度制御バリア層タイプを伴う
モノリシックの外科用インブラント、坐剤、膣挿入物お
よび眼科用挿入物を含む。外科用インブラントは、動物
における皮下植え込みに適用される。眼科用挿入物は、
動物の眼球のき上う膜(sclera)および下まぶた
の間の結膜の盲嚢に設置されることにより適用される。 坐剤および膣挿入物は、適当な体腔中に挿入されること
により適用される。素材はすべて共通してハイドロゲル
速度制限膜を用いることによりそこに含まれる活性薬剤
(複数も可)の放出を制御するものである。 モノリシックタイプの素材では、担体はまた速度制限膜
としての役割も果たす。 この発明で使用されるこれらの素材はすべて、当業界で
公知の技術に一部基づいて製造される。 例えば、公知素材の最初の製造は、カーディナル、キム
、ソング、リーおよびキムによる論文(前出)および例
えば米国特許第3416530.3618604.38
28777および3948254号に記載されている。 本質的に、遅延/持続形放出素材は、担体、前記担体と
混合された約1000より大きい分子量を有する高分子
化合物および前記担体および化合物を取り囲むホモポリ
マーまたはコポリマー材料から成る非生物分解性のハイ
ドロゲル速度制限膜を有する素材を製作し、次いで膜を
部分的に水和して構造上操作可能な状態であり前記高分
子化合物に対して実質的に非透過性となるような初期含
水量を達成することにより機能する。さらに具体的には
、素材の製造方法は次の工程により構成される。 (a −1)架橋または非架橋モノマーまたはコモノマ
ーを所望の形状にポリマー化し、 (a−2)前記ポリマー化形状において充填口を有する
レザーバーを形成し、 (a−3)前記レザーバーを選択された量の前記担体お
よび前記薬剤で満rこし、 (a −4)そこの架橋または非架橋モノマーまたはコ
モノマーのプラグをポリマー化することにより前記レザ
ーバーの充填口を密閉し、 (b−1)前記の膜を水和して所望の初期含水量を達成
できるように計算された期間前記素材を水和液中に浸し
、 (b−2)前記素材を前記水和液から除去して膜がそれ
以上水和するのを止め、そしてその後所望により、 (b−3)前記の膜を乾燥して所望の初期含水量を達成
できるように計算された期間前記の膜を乾燥する。 担体が速度制限膜としての役割を果たす場合、この製法
は、担体および高分子化合物の混合物を硬化させること
によるモノリンツク素材の形成を含む。そのような素材
は、一般に植え込みに適した所望の形状に最初に成型さ
れるかまたは後で切断される。 ハイドロゲルは、一般に液体吸収能力を特徴とする[コ
コポリマー材料である。[ココポリマーを形成するモノ
マーまたはコモノマー([ココモノマー類)(架橋剤が
存在する場合ら存在しない場合もある)は、イニンエー
ターおよび/またはポリマー化エネルギー源(例、加熱
または照射)に曝されることによりポリマー化され、最
終的に構造のはつきりした、乾燥状態の(すなわち、非
水和状態の)[ココポリマーを生成するが、これは一般
にキセロゲルと呼ばれている。キセロゲルは、ポリマー
分子間に空間(いわゆる間隙空間)網が存在するように
互いに適した位置にあるポリマー分子系を含む。 キセロゲルは強い親水性であるため、液体を吸収する。 液体はしココモノマー分子のある部分の親水性により誘
引され、自由容積(または間隙空間)に配置されて、[
ココポリマー分子が伸ばされるためマトリックスが広が
る原因となる。キセロゲルがそのような液体を吸収する
につれて水和され、次いでハイドロゲルと呼ばれるもの
になる。またポリマー化が水溶液中で起こると、キセロ
ゲルではなく部分的または完全に水和したハイドロゲル
を生成し得る。[ココポリマーの最終水和度は、架橋程
度を含めて、構成要素であるしココモノマーにより大き
く変化する。 驚くべきことに、高分子の放出を遅らせ、次いで使用中
の様々な時点におけるハイドロゲル速度制限膜の水和度
を調節することにより前記放出を制御することができる
ことが判った。部分的に水和した状態の素材を起用する
ことにより、ハイドロゲルマトリックスの自由容積を、
高分子がそれを通して拡散するには小さすぎるように選
択することができる。さらに、素材を放出環境に設置、
例えば動物に植え込みまたは挿入すると、部分的に水和
したハイドロゲルはその環境から液体を吸収し、完全に
水和するまで膨張する。したがって、マトリックスは大
きくなり、最終的に高分子がそこを通って拡散すること
が可能になる。またハイドロゲル[ココポリマーは、放
出される高分子組成物に応じて、選ばれた環境における
最大の水和レベル(または「平衡含水量」)を達成し、
膨張量を制限することにより放出の速度および持続性を
確立するように選択される。 この発明の遅延/持続形放出素材は、「構造上操作可能
な」、すなわち簡単に砕けることはない(および操作時
に亀裂が入らない)程度には柔軟であるが、操作中形状
を維持できる程度には堅い(そのため放出環境への挿入
が容易である)ものである。この利点はまた素材を最初
に部分的に水和した状態で用いることにより達成される
。 (素材の設計) この発明の遅延/持続形放出素材の製造は、考慮すべき
幾つかの因子を伴う。放出プロフィール(すなわち、遅
延時間、放出速度および持続性)および環境(例えば、
眼または皮下組織)を決定しなければならない。素材の
タイプ、形状およびサイズに応じて材料を選択しなけれ
ばならない。 速度制限膜用の[ココポリマー材料を定めfこら、それ
を通過する高分子組成物の拡散率を測定しなければなら
ない。所定の高分子組成物に関する速度制限膜の水和プ
ロフィールは、選択された[ココポリマーのフィルムを
作製し、2区画の垂直ガラスセル(当業界でよく知られ
ている)を用いてそれを拡散試験にかけることにより決
定され得る。 拡散係数および拡散開始時の含水量(すなわち、それ以
下では実質的に拡散が起こらない状態、以後[%HdJ
とする)を測定する。一連の膜を様々な架橋および非架
橋[ココポリマーから製造する。次いで膜を最大限に水
和し、それらの平衡含水量を測定する。完全に水和した
膜を2区画の垂直ガラスセルに設置して、様々な平衡含
水量の膜材料を通る高分子組成物の拡散を測定しグラフ
に示す。 拡散が検出されない(すなわち、高分子組成物がレセプ
ターセル中に全く拡散していない)状態の最大限に水和
した膜の平衡含水量が、試験された系の%Hdである。 これは透過率対平衡含水量の曲線を示すことにより最も
明らかになる。 透過性の結果(拡散係数)は、下記の方程式を用いるフ
ィックの拡散第1法則により得られる。 〔式中、 dQ/dtは、膜材料を通過した流量(μ97時)であ
る。これは累積輸送量対時間の曲線の直線部分の勾配と
して測定される。 Aは、膜の面積(cm”)である。 Pは、膜の透過係数(cm”7時)、またはDKd(式
中、Dは、膜における拡散率(cm”7時)であり、K
dは、膜/ドナー溶液の分配係数である)である。 eは、実験の最後に測定された膜の厚さくc!I)であ
る。 Cdは、ドナー溶液の濃度(μ9/cz’)である。〕
次に放出/遅延プロフィールを測定する。再び架橋剤お
よび[ココモノマーの量を変えながら、別の一連の膜を
作製する。次にこれらの膜を部分的にのみ、すなわち含
水量が%Hd未満またはそれと等しくなるように水和す
る。これは、膜を水和液に曝し、所望の含水量となるよ
うに計算された時間の経過後液から膜を取り出し、そし
てプロットして水和を止めることにより達成することが
できる。別法として、キセロゲル膜を充分な時間水和液
に浸して最大限まで(平衡含水量に達するまで)吸収さ
せることにより完全に水和し、次いで所望の含水量(膜
の重量を測定することにより決定)となるように(例え
ば、デシケータ−またはオーブン中で)乾燥することが
できる。部分的に水和した膜を2区画の垂直ガラスセル
に設置して、膜を通る高分子組成物の拡散対時間を測定
しグラフに示す。ドナーおよびレセプターセル用の緩衝
液を選択して部分的に水和した膜と接触させ、さらに放
出環境においてそれらが水和する速度(例えば、食塩水
溶液により眼の環境における放出遅延時間を予測する)
とほぼ同じ速度でそれらを水和することができる。拡散
試験の開始(すなわち、ドナーセルに高分子組成物を加
える時点)からレセプターセルにおける高分子組成物の
医薬的有効濃度の検出までの時間が、[ココポリマーお
よび初期パーセント水和の組み合わせにおける放出遅延
時間である。 素材の物理的規模を決定するために、放出されるべき薬
剤の全量を決定しなくてはならない。これは所望の1日
用量および放出持続性に基づく。 特にゼロ−オーダー放出の場合、過剰の固体の存在によ
り担体中における薬剤の飽和溶液を維持するために過剰
の薬剤を用いなければならない。すなわち、薬剤の全量
は、担体を飽和するのに必要な量プラス放出されるべき
薬剤の全量と等しい過剰量の固体である。 次に、薬剤および担体の最少用量を決定する必要がある
。これは、予め測定された担体中における薬剤の溶解度
に基づき容量を計算することによるか、さらに実用的に
は実際に飽和溶液を凋製しその容量を測定することによ
り可能となる。これはレザーバーに必要な最少容量であ
る。 多くの場合、必要とされる容量は非常に小さいため、そ
のような測定は実際的ではない。薬剤飽和担体の最少必
要容量だけを含有する(およびその容量を持続的に放出
する)ように設計された素材は、小さすぎて製造および
/または操作が不可能となり得る。すなわち、過剰の担
体、薬剤および/または不活性固体を加えることにより
、素材のサイズを製造および操作に実用的なものにする
ことができる。過剰の薬剤飽和担体を加えた場合、拡張
した放出態勢が許容し得るものかどうかを決定しなけれ
ばならず、許容し得ない場合、処理期間の最後に素材を
除去しなければならない。 素材の全体的デザインは、フィックの拡散第1法則にし
たがいその形状の素材に対する放出公式を適用すること
により決定することができる。公式の解が決定する変数
は、素材のサイズまたはレザーバーの容量が第1の基準
であるかどうかにより異なる。 例えば、シリンダー状インブラントが使用されザーバー
の半径であり、hはその高さである)に等しい。シリン
ダーからの定常状態の放出に関する式は次の通りである
。 [dQ/dt]−[2πhDKdCd]/[en(r、
/ri)](式中、 roは、シリンダーの外側半径であり、Cdは、ドナー
溶液(すなわち、担体)における薬剤濃度である。Cd
を飽和状態に維持すると、定常状態の放出が得られる。 ) したがって、所望の持続形放出に必要な膜厚は、r、−
r、である。 ■ 円形または長円形眼科用インブラントの場合2枚のシー
トの膜材料がレザーバーの周囲で密封されるが、膜厚は
フィックの拡散第1法則にしたがい下記の方程式により
決定することができる。 C=(APCdt)/dQ (式中、 Aは、膜の表面積、すなわち膜の一方の側の表面積の2
倍であり(これは挿入物の端における透過作用を無視す
る)、 Q は、膜厚(cM)であり、 Cdは、薬剤濃度である。) (遅延/持続形放出素材) この発明の素材は、 (A)高分子活性薬剤、 (B)高分子活性薬剤と混合されている担体、(C)[
ココポリマー速度制限膜、および(D)水和液(ただし
、これは膜が構造上操作可能および/または活性薬剤に
対して実質的に非透過性となるように予め定められた量
で存在する)を含むものであり、これら全部について以
下さらに詳細に記載する。 (A)活性薬剤 この発明の素材を用いる遅延/持続形放出に適した高分
子組成物は、一般にtoooより大きい、特にl 00
0ないし25000の範囲の分子量を有する親水性高分
子として一般に記載され得る。 しかしながら、この発明の原理はそれより高い(および
僅かに低い)分子量を有する高分子にも当てはまる。例
えば、適当な高分子には、ホルモン活性ポリペプチド、
例えば黄体形成ホルモン放出ホルモン(LH−RH)ポ
リペプチドおよびそれらの類似体、哺乳動物成長ホルモ
ン、哺乳動物成長ホルモン放出ホルモン、およびチモシ
ン様活性を有するポリペプチドがある。 ホルモン活性ポリペプチドは、ある種の体内器官の働き
に特異的な調節作用を示すペプチド類である。一般に、
それらは内分泌腺から分泌される。 内分泌腺から分泌されないペプチド類もあるが、それら
もまた体内器官に特異的な調節作用を示すためホルモン
活性化合物として分類される。天然のホルモン活性ポリ
ペプチドの合成類似体は、この定義の範囲内に含まれる
ものとして考えられる。 天然ホルモンおよびそれら母体と同じタイプの活性を保
有する合成類似体の医薬的に許容し得る塩類もまたこの
発明の範囲内に含まれるものとして考えられる。 ホルモン活性ペプチドは蛋白質の別種の基を含むが、そ
れらの機能特異性を考慮すると、好都合には生理学的作
用により別々の種類に分類され得る。各蛋白質基は、一
般に生理機能に直接関与する器官(複数も可)のみとの
相互作用によりその特異的生理機能を調節する。例えば
、LH−RH活性ポリペプチドは、前下垂体を刺激する
ことにより生殖器の働きに影響を及ぼすホルモンを放出
させる。成長ホルモンは肝臓を刺激することにより、ツ
マトメディン、すなわち骨格の成長に必要なペプチド因
子を放出させる。チモシンおよびチモシン様活性ペプチ
ドは、自己免疫系との相互作用により自己免疫系の病気
との闘争力を高める。 この発明による遅延/持続形放出において興味の対象で
ある特定のホルモン活性ポリペプチドについては、第1
に天然黄体形成ホルモン放出ホルモンポリペプチドおよ
びその合成類似体が存在する。 天然LH−RHペプチドは、脳の視床下部領域で生成さ
れ、前下垂体に作用して黄体形成ホルモン(L H)お
よび卵胞刺激ホルモン(FSH)の分泌を刺激し、これ
らは、生殖腺に作用してステロイドホルモンの合成を刺
激し、また生殖体の成熟を刺激することにより哺乳動物
の生殖サイクルを支配する。その結果LH−RHのはく
動性放出は、哺乳動物における生殖サイクルを支配する
ことになる。さらに、LH−RHは、胎盤に作用してひ
とじゅう上膜ゴナドトロピン(HCG)を分泌させ、ま
た直接生殖腺に作用する。 LH−RHのアゴニスト類似体は、作用の2つの機構に
より生殖能力の制御に有用である。低用量のLH−RH
類似体は、排卵を刺激することができ、視床下部および
排卵に関連した生殖不能症の処置に有用である。さらに
、それらを生殖能力低下状態および性不能症に対して用
いると、雄における精子形成およびアンドロゲン産生を
刺激し得る。 逆に、高用量のLH−RHの強力で持続性の長い類似体
は反対の作用を有しており、雌の排卵を遮断し、雄の精
子形成を抑制する。雄および雌の補助器官の重量低下を
含む、生殖腺由来の性ステロイドの正常な循環レベルの
抑制は、これらの作用と関係がある。家畜動物の場合こ
の逆説的作用は、フィードロット状況での重量増加を促
し、妊娠した動物において流産を促し、一般に化学不妊
剤として作用する。高用量のLH−RHおよびその類似
体の逆説的作用は、米国特許第4234571号に完全
に列挙されている。 また拮抗体と呼ばれる一群のL H−RH類似体も存在
する。これらのポリペプチド類はLH−RHアゴニスト
により示された逆説的作用を有するが、低用量レベルの
場合は天然LH−RHに対応する。そのような化合物も
この発明の範囲内に含まれる。 天然LH−RHペプチドは、天然アミノ酸(非キラルア
ミノ酸グリシンを除きL−配置を有する)から成る親水
性デカペプチドである。その配列は次の通りである。 (ビa )G l u−Hi 5−Trp−Ser−T
y r−G ly−Leu−Arg−Pro−G 1y
−NHtこの天然材料の多くの類似体に関する研究がな
されてきた。これらの類似体の有益な効果は変化してき
ている。アゴニストに関する最ら重要な変形は、6位の
残基をGlyからD−アミノ酸、例えば、D−Alas
D−Leu、 D−PheまたはD−Trpに変える
ことにより得られる。天然2位Hisアミノ酸残基をD
−アミノ酸残基と置換することにより、拮抗活性は最も
よく達成され得る。これらの類似体はLH−RHと比べ
て高い活性を示す。 6位の修飾に加えて、次の修飾に上り高いアゴニスト活
性を得ることができる。すなわち、10位を修飾してア
ルキル−、ンクロアルキルーまたはフルオロアルキルア
ミンのようなノナペプチドを得るか、またはGly−N
H,をα−アザグリシンアミドと置き換えるか、または
3位のトリプトファンを3−(l−ナフチル)−L−ア
ラニンと置き換えるか、または6位を2gまたはそれ以
上の・炭素環式アリール(またはベルヒトコアリール)
環または高級アルキル置換されたフェニル(またはシク
ロヘキシル)環を含む非天然D−アミノ酸残基で置換す
る。7位のロインンをN−メチルロインンと置換すると
酵素減成に対する安定性が高くなり、5位のチロシン残
基をフェニルアラニンまたは3−(l−ペンタフルオロ
フェニル)−L−アラニンと置換すると、実質的生物活
性の保持に有効となり得る。これらの特定化合物は、現
在まで開発されてきた非常に有用な生殖作用を有するL
H−RHタイプのポリペプチドの幾つかを代表する。こ
れがこれまで製造されてきたかまたは製造され得るLH
−RH活性ポリペプチド全部の網羅的または限定的リス
トということではない。それらは単にこの発明の対象で
ある化合物のタイプを例示するために記載しただけであ
る。それらの幾つかまたは全部を互換的に置換してこの
発明の組成物とすることができる。 この明細書中で最も興味ある対象のLH−RH化合物は
最後に述べた群のものであり、天然LH−RH材料の6
位が脂肪親和性炭素環式残基、特に2個またはそれ以上
の高級アルキル置換炭素環式アリール(またはベルヒド
ロアリール)環、ナフチルまたはフェニル(またはシク
ロヘキシル)環を含む特定の非天然D−アミノ酸残基に
より置換されたものである。これらの特定のポリペプチ
ドは、米国特許第4234571号の対象であり、そこ
に開示された方法に従い製造される。この明細書中で非
常に興味深い対象の合成ノナペプチドおよびデカペプチ
ドの完全な記載をその特許から引用する。式、名称およ
びこれらの化合物の製造における合成方法がその特許明
細書中に完全に記載されている。そこに記載された化合
物は、この発明において遅延/持続形放出製剤中に混入
される合成LH−RH類似体の好ましい具体例を含む。 さらに詳しくは、この発明中非常に興味ある対象のLH
−RHポリペプチドは、式 %式% 〔式中、 ■は、トリプトフィル、フェニルアラニルまたは3−(
1−ナフチル)−L−アラニルであり、Wは、チロノル
、フェニルアラニルまたは3−(l−ペンタフルオロフ
ェニル)−L−アラニルであり、 Xは、式 O−NH−CH−
C− CH。 (式中、Rは、 R (a)IE!]またはそれ以上の直鎖低級アルキル基に
より置換されたフェニル、ナフチル、アントリル、フル
オレニル、フェナントリル、ビフェニル、およびベンズ
ヒドリルから成る群から選ばれた炭素環式アリール含有
基、または (b)3個またはそれ以上の直鎖低級アルキル基により
置換されたシクロヘキシル、ベルヒドロナフチル、ベル
ヒドロビフェニリル、ベルヒドロ−2,2−ジフェニル
メチルおよびアダマンチルから成る群から選ばれた飽和
炭素環式基である)で示されるD−アミノ酸残基であり
、 Yは、ロイシル、イソロイシル、ノルロイシルまたはN
−メチルロイシルであり、 Zは、グリシンアミドまたは−NH−R+(式中、R,
は、低級アルキル、シクロアルキル、フルオロ低級アル
キルであるかまたは式%式% (式中、R3は水素または低級アルキルである)で示さ
れる) である〕 で示されるノナペプチドおよびデカペプチドおよびそれ
らの医薬的に許容し得る塩類である。 この発明の好ましいLH−RH活性合成ノナおよびデカ
ペプチドは、Xが3−(2−ナフチル)−D−アラニル
または3−(2,4,6−1リメチルフエニル)−D−
アラニル、Zがグリシンアミド、NHEtまたはアザグ
リシンアミド、■がトリプトフィルまたはフェニルアラ
ニル、Wがチロシル、およびYがロイシルまたはN−メ
チルロイシルであるものである。 また興味深いノナペプチドおよびデカペプチドは、次の
置換がなされたものである。1位におけるN −Ac
−D −Na1(2)[すなわち、N−アセチル−3−
(2−ナフチル)−D−アラニルコ、2位におけるD−
p−ハローPhes 3位におけるD−Trp、6位に
おけるD−Deh[すなわち、D−ノエチルホモアルギ
ニル](所望によりアルキル位がハロゲンにより置換さ
れていてもよい)、および10位におけるD−Alaま
たはアザ−cry、これらは米国特許第4481190
および4581169号に記載されている。 LH−RH合成類似体の最も好ましい化合物は下記のも
のおよびそれらの医薬的に許容し得る塩類である。 (ピロ)Glu−His−Trp −Ser−Tyr
−3−(2−ナフチル)−D−アラニル−L eu −
A rg −P r。 −Gly−NHt、 (ピロ)G lu −His −Trp −Ser −
Tyr −3−(2−ナフチル)−D−アラニル−n−
メチル−Leu−Arg−Pro−Gly−NHx、 (ピa)Glu−His−Phe−Ser−Tyr−3
−(2−ナフチル)−D−アラニル−L eu −A
rg −P r。 Gly NHt、 (ピロ)G lu −His −Trp −S er
−Tyr −3−(2,4,6−)リメチルフェニル)
−D−アラニル−Leu−Arg−Pro−Gly−N
Hy、(ピロ)Glu−His−Trp −Ser−T
yr −3−(2−ナフチル)−D−アラニル−L e
u −A rg −P r。 −NHEt。 (ピロ)Glu−His−Trp−Ser−Tyr−3
−(2−ナフチル)−D−アラニル−N−メチル−Le
u−Arg−Pro−NHEt。 (ピロ)Glu−His−Trp−9er−Tyr −
3−(2−ナフチル)p−アラニル−L eu −A
rg −P r。 −アザーGly NHt、 (ピロ)Glu−His−Trp−Ser−Tyr−D
−Ala−Leu−Arg−Pro−Gly−NH,、
(ピロ)Glu−His−Trp−9er−Tyr−D
−Leu−Leu−Arg−Pro−Gly−NHz、
(ピo)Glu−His−Trp−Ser−Tyr−D
−Phe−L、eu−Arg−Pro−Gly−NHt
、(ピロ)Glu−His−Trp−9er−Tyr−
D−Trp−Leu−Arg−Pro−Gly−NH2
、N−Ac−D−Nak(2)−D −p−C1−Ph
e −Trp−3er−Tyr−D−Deh−Leu−
Arg−Pr。 −D Ala NHt、 N Ac D Na1(2) D f)
CI Phe−Trp−Ser−Tyr−D−P−D
eh−Leu−Arg −Pro−D−Ala−NH,
、 N−Ac−D−Nal(2)−D −p−F−Phe−
Trp−Ser−Tyr−D−Deh−Leu−Arg
−Pro −D−Ala−NH,、 N−Ac−D−Nal(2)−D −P−CI−Phe
−Trp−Ser−Tyr−D−Deh−Leu−A
rg−Pr。 −アザ〜Gly NHt。 特に好ましいのは、(ビo )C; lu −His
−T rp −Ser−Tyr −3−(2−ナフチル
)−D−アラニル−Leu−Arg−Pro−Gly−
NHzおよび(ピロ)Glu−His−Trp−3er
−Tyr−3−(2−ナフチル)−D−アラニル−L
eu −A rg−P ro−アザ−G l y N
Htおよびそれらの医薬的に許容し得る塩類(例、そ
れぞれナファレリン酢酸塩およびアザーGly10ナフ
ァレリン酢酸塩)である。 池の好ましい化合物には、トリプトレリン、ロイプロリ
ド、ゾラデックス、ブセレリン、ルトレリン、ヒストレ
リンおよび(ピロ)G Iu −His −Trp−9
er−Tyr−D−Trp−Leu−Arg−Pro
−N HE tがある。 本明細書において興味の対象であるホルモン活性ポリペ
プチドの第2群は哺乳動物成長ホルモンである。成長ホ
ルモンは、一般に適当に投与された場合に哺乳動物の成
長を刺激する物質であると考えられ得る。本明細書にお
いて興味の対象である化合物は、前下垂体により分泌さ
れるポリペプチド類であり、蛋白質、炭水化物および脂
質の代謝に影響を及ぼし、骨格および内臓の成長速度を
支配するものである。一般的に、成長ホルモンは220
00ないし24000ダルトンの分子量を有する種に特
異的なポリペプチドである。幾つかの種、例えばひとお
よび牛の場合、成長ホルモンはまた幾つかの泌乳ホルモ
ン活性を有する。。 単離および結晶化されたひと成長ホルモン(hG[1’
)は、191個のアミノ酸残基を含み22128ダルト
ンの分子mを有する均質蛋白質としての特徴を有する。 それは、ひとから単独または未確認蛋白質として本来の
ポリペプチドと別のポリペプチドとの組み合わせである
と推測される非常に大きい分子と共に単離され得る。本
来の分子の少なくとも4個のイソホルモンが存在する。 報告されたhat−tのアミノ酸成分および配列は、最
初の配列決定が行なわれてから幾つかの修正をうけてい
る。現在hC;I−1は下記の数および配列のアミノ酸
を含むものとして記載されている。 ひと成長ホルモン 181 Q CR5VεGSCGF 組成 7 八LA A 14 GLN Q
26 LELI L 18
SERS11 ARG R13GLU E
9 LYS K 10 THFI T9 ASN
N 8 GLY G 3 MET M
I TRP Wll ASP Cr
3 )IIs HI3 PHE F 8 TYR
Ya Cys C8工LE I 8 PROP
7 VAL V分子ff1=’22123、残基
の数=191この分子には2つのジスルフィド架橋が存
在し、一方は残基67および165を結合し、他方は残
基182および189を結合する。上記のアミノ酸配列
はまた「アトラス・才ブ・プロティン・ンークエンス・
アンド・ストラフチャーj(Atlas orSequ
ence and 5tructure)Cデイホフ編
、5巻(補遺3)、5−50(ナショナル・バイオメデ
ィカル・リサーチ・ファウンデーション、ワノントン・
ディーシー、1973年)]に記載されている。 その後のマーシャル等による出版物[「サイエンスJ(
Sc 1ence)、205,602−607(197
9年)]は、hGHに相補的なりNAヌクレオチド配列
を記載している。このDNA配列は、29.47.49
.74.91.107.109および122位にそれぞ
れグルタミン、アスパラギン、グルタミン、グルタミン
酸、グルタミン、アスパラギン酸、アスパラギンおよび
グルタミンが存在することを予言するものであり、減成
蛋白質配列は、これらの位置にグルタミン酸、アスパラ
ギン酸、グルタミン酸、グルタミン、グルタミン酸、ア
スパラギン、アスパラギン酸およびグルタミン酸が存在
することを示す。 最近まで入手可能なhGl−1は、ひとの死体の下垂体
から抽出され得るものに限られていた。しかしながら、
最近では組換えDNA技術を用いることにより、比較的
豊富な量で細菌から活性hat−tを生物学的に製造す
ることが可能となった。(例えば、マーシャル等、前出
参照。) うし成長ホルモン(bGH)は、hGHと同じ191個
の残基を有するが、アミノ酸残基配列および特定の残基
の数が幾つかの点で相違している。「アトラス・才プ・
プロティン・シーフェンス・アンド・ストラフチャー」
(前出)に記載されているように、bGHは下記配列の
アミノ酸残基で構成される。 うし成長ホルモン +81 CRRF Gε^5CAR 組成 15 ALA A 11 GLN Q 27
LELI L 13 SERS13 ARG
R13GLU E 11 LYS K 12
THR丁6 ASN N 10 GLY G
4 )4εT M I TRP I!110
ASP D 3 H工S H13PHEF
6TYRYACYSC7エLE X 6 P
ROP 6 V/L V分子ff1=21816
、残基の数=’191ミラー等が報告しているように[
「ジャーナル・オン・バイオロジカル・ケミストリーJ
(J 、[3io1゜Chew、) 255巻(16)
7521−7524(1980年)]、bG)[麿rt
NAに相補的なI)Nへの分子クローニングはこの配列
を立証するが、ただしアスパラギン酸およびグルタミン
酸がそれらの各アミドにより置き換えられている47お
よび66位は例外である。 bGHの主たる入手源は屠殺された牛の下垂体である。 そのような物質の入手方法は当技術分野において公知で
ある(例えば、ミラー等、前出参照)。 さらに、この発明は羊および馬の成長ホルモンを包含す
る。これらの両ホルモンのアミノ酸残基配列は「アトラ
ス・オン・プロティン・シーフェンス・アンド・ストラ
フチャー」(前出)に報告されており、次の通りである
。 羊成長ホルモン 1111 CRRF G E A S CA F組成 115 ALA A 11 GLN Q 27
LEU L 13 SERS13 ARG R1
3GLU E 11 LYS K 12 TH
RT5 ASN N 9 Gly G 4
MET M I TRP Wll ASP D
3 HX5 H13P)IE F 6 TY
RY4 CYS C7ILE I 6 PROP
7 VAL V分子fi=21859、残基数=
191馬成長ホルモン 1510 D A L L K N Y G L L
S CF K K Q L HK AεTYLRVMに
C1511RRF V E 55 CA F組成 17 ALA A 12 GLN Q 26
LEu L 15 SERS14 ARG R13
GLuε 10 LYS K 8 THRT5
ASN N +3 GLY 0 4 NE
T +4 1 TRP Wll ASP O3H工
s H12PHE F 7 TYRY4CYSC
6エLl: X 7 PROP 7 VA
L V分子fl!=21757、残基数=190現在こ
れら2種の成長ホルモンはそれぞれの動物の下垂体から
入手可能であり、例えばミラー等(前出)により記載さ
れたように当技術分野で公知の方法により得られる。 さらに本明細書において、胸腺活性を示す10〜13個
のアミノ酸から成る短鎖ペプチドも興味の対象である。 若干の物質は、動物に投与された場合動物体の免疫系の
病気に対する闘争力を高めることが知られている。これ
らの物質には、マイクバクテリアの粗抽出物、それらに
由来するグリコペプチドおよび修飾されたグリコペプチ
ド並びに胸腺により分泌されるホルモンの1種である「
チモシン」がある。最近、血液フラクション、特にひと
血清プレアルブミンもまたそのような活性を有すること
が示された(米国特許第4046887号)。 現在ひと血清プレアルブミンの構造は明らかに確立され
ている。それはサブユニットの4量体であり、各々同じ
既知の配列に127個のアミノ酸を含む[カンダ等、[
ジャーナル・才ブ・バイオロジカル・ケミストリーJ(
J 、Biol、Chem、) 249巻、6796−
6805(1974年)]。3次元配置でさえ既に決定
された[ブレーク等、「ジャーナル・オン・バイオロジ
カル・ケミストリーJ(J、Bi。 1、Chem、) 121巻(3)339(1978年
)]。 ひと血清プレアルブミンサブユニットのN末端配列を示
すデカ−、ウンデカ−、ドデカ−およびトリデカペプチ
ドは、捕乳動物における免疫能を非常に強力に高めるこ
とが判った。さらに、これらのペプチドのアミノ酸配列
の1個またはそれ以上の位置において普通に存在してい
るものを別のアミノ−アシル残基と置換することにより
修飾すると、類似しているがまたはさらに高い活性を膏
するI連のペプチドが得られる。 これらのペプチドは、免疫能が重要な因子であると信じ
られている症状、例えば、自己免疫疾患(例、エリテマ
トーデス、潰瘍性大腸炎、自己免疫溶血性貧血、甲状腺
亢進症、慢性関節リウマチ、肝硬変)、胸腺の形成不全
症および形成異常症、感染(例、細菌、ウィルスおよび
真菌類による)疾患の免疫増強、ホジキン病、低ガンマ
グロブリン血症候群、異常細胞増殖症状、胸腺ホルモン
産生の一時的低下による免疫能の減少、化学物質または
放射線により誘発された免疫抑制状態などについてひと
を処置するため臨床で使用され得る。 この発明において興味の対象である胸腺活性を有するペ
プチドは下式により表され得、それらの医薬的に許容し
得る塩類も含まれる。 A−B−C−A’−C’−A”−D−3er−Lys−
X−Y〔式中、 ASA’およびA”は各々独立してGlySD−Ala
SD −L euまたはD −T rp(ただし、Aは
所望によりN−アルキル化またはN−アンル化されてい
てもよい)であり、 Bは、Pro、Δ3−Pro、ThzまたはジMeTh
zであり、 CおよびC゛は、各々独立してThr、 SerSVa
lまたはアロThrであり、 Dは、G lu、 G In、 AspまたはAsnで
あり、Rは、水素、リシル残基のε−アミノ基の水素の
1個と置換された低級アルキルまたは低級アシルであり
、 Xは、Cys、Ala、ABUまたはCys(Me)で
あり、 Yは、ヒドロキン、Pro、P ro −L euおよ
びPro−Leu−Met、−NHz、P ro N
Ht、Pro−L6uNH2およびP ro −L e
u −MetN H2から成る群から選ばれる〕 具体的には、これらのペプチドは、 式A−B −C−A’ −C’ −A”−D −3er
−Lys−Xで示されるデカペプチド、 式A−B−C−A−C’−A”−D−3er−Lys−
X −Pr。 で示されるウンデカペプチド、 式A−B−C−A’ −C’ −A”−D −3er−
Lys−X−Pro−Leu□ で示されるドデカペプチドおよび、 式A−B−C−A’ −C’ −A”−D−3er−L
ys−X−Pro−Leu−Metで示されるウンデカ
ペプチドであり得る(式中、9、A・、A”、B、 C
,C’、D、RおよびXは前記の意味)。 これらの合成ペプチドはすべて胸腺活性を示す。 それらは米国特許第4320118号に完全に記載およ
び列挙されている。そこには名称、合成法、試験手順、
含まれる様々な合成ペプチドの全体的および具体的開示
、これらのペプチドの医薬的に許容し得る塩類の詳説お
よびこれらのペプチドの範囲の充分かつ完全な理解に必
要な他の様々な情報が完全に記載されている。 この発明のチモシン様デカペプチド、ウンデカペプチド
、ドデカペプチドおよびトリデカペプチドの一連の好ま
しい具体例は、A、 A’およびA”が各々独立してG
1ySD −L euSD −T rpまたはD −
A Ia(ただし、Aは所望によりα−アミノ基がアル
キル化またはアシル化されていてもよい)、BがPro
、CおよびC゛がThr、 Rが水素、DがG 1uS
G In、 AspまたはAsn、およびXがAla。 CysまたはCys(Me)であるものである。 これらの中で特に好ましい具体例は、A、 A″および
A”が各々独立してGlyまたはD −A la(ただ
し、Aは所望によりα−アミノ基かアルキル化またはア
シル化されていてもよい)、DがGluまたはGin、
およびXがAlaまたはCysであるものである。別の
好ましい一連の具体例は、Yが−OH,NHt、Pro
またはP roN )(、であるものである。 前述したように、またこれらの化合物を記載するにあた
り便宜上、生化学命名法に関するIUPAC−IUB委
員会により推奨され[[バイオケミストリーJ(Bio
chemistry)、11巻1726(1972年)
コ、ペプチド技術分野で一般に認められた様々なアミノ
酸の慣用省略形を用いるが、これらはL−アミノ酸を表
す。この明細書中に挙げられたペプチド配列はすべて一
般に認められた慣例に従い記載されているため、N−末
端アミノ酸は左およびC−末端アミノ酸は右に位置する
。 この発明の高分子組成物は、所望の効果に従い様々な量
で遅延/持続形放出組成物中に存在する。 合成LH−RHペプチドにより生殖不能症の処置を行う
場合、薬剤は低レベルでなければならないが、生殖能力
およびそれに関連した作用を低下させる場合は、天然L
H−R)(の活性に対応する高い用量を必要とする。L
H−RHアゴニストにより生殖制御する場合、対象が約
0.01〜1゜Oμ9/に9(体重)7日、好ましくは
o、1〜5.0μg/&f(体重)7日の割合で投与さ
れるような速度で薬剤を放出させるのが望ましい。 正常な成長をもたらすのに必要なひと成長ホルモンの量
は、この時点で正確には定義されていない。hGHを体
重に基づいて1日当たり約0.1〜10.0単位(慣例
により定義−特定のホルモン製剤に関する生物活性に基
づく−例えば、−例では蛋白質IRg当たり約1.4単
位が存在する)の量で投与すると、hGHの不足した子
供の成長を直線状で増加させる。ルドマン等による最近
の研究は[「ジャーナル・オン・クリニカル・エンドク
リン・メタボリズムJ(J 、 Cl1n、 、End
ocrine Metabolisn+)49巻92〜
99(1979年)]、hGHの不足が判っており、身
長が短く同年令群の平均よりも成長速度が遅い子供に1
日当たり0,3〜3.0単位のhGHを投与すると成長
が直線状で増加し始めることを立証している。 牛、羊または馬成長ホルモンは、5〜100319/日
の範囲の1日用量で投与され得る。用量は成長ホルモン
の活性、動物の種類および大きさにより変化し得る。 胸腺ペプチドは、約10 ng/ kg/日〜約20m
g/kg/日、好ましくは約100 ng/ kg/日
〜約5rz9/ kg/日の範囲で投与され得る。平均
的成人対象(70に9)の場合に換算すると、これは7
00ng/日〜1.49/日、好ましくは7肩9/日〜
350119/日となる。 この発明の組成物は、0.O1〜40’、ON重量%範
囲で変化し得る量の高分子活性薬剤を含有するように製
剤される。好ましくは薬剤はo、1〜20.0重量%の
量で存在する。 特定の製剤に含有される高分子活性薬剤の量は、望まし
い1日用量および用量レベルを維持すべき日数により異
なる。この量は経験的に算出され得るが、実際の放出用
量は担体および膜材料との相互反応結果の関数でもある
。したがって、前述の薬剤の重量%は、特定の担体およ
び膜と組み合わされたときに所望の放出プロフィールを
もたらす量を表す。 (B)担体 この発明を実施する場合に有用な担体は、高分子組成物
がそれらに少なくとも部分的に可溶性であるべき点に特
徴を有する。使用され得る一般的範囲は、約0.1−1
.09の薬剤〜約0.5−3゜0112の担体である。 薬剤放出素材の場合、担体は医薬的または獣医学的に許
容し得る物質でなければならない。これらの物質には、
溶媒、水性系および固体基質またはマトリックスがある
。一般に、担体は速度制限膜よりも高分子組成物に対し
て透過性が高くなくてはならない。 担体として有用な溶媒の例には、油、例えばシリコーン
油(特に医薬品用)、コーン油、ひまし油、落花生油お
よびごま油、ひまし油1モルに対し約30〜35モルの
エチレンオキシドを用いたひまし油およびエチレンオキ
シドの縮合生成物、低分子量脂肪酸の液体グリセリルト
リエステル、低級アルカノール、グリコール、ポリアル
キレングリコールがある。 水性系には、例えば滅菌水、食塩水、デキストロース、
水または食塩水中デキストロース、涙液および燐酸緩衝
液があり、所望により懸濁剤、例えばカルボキシメチル
セルロースナトリウム、アルギン酸ナトリウム、アルギ
ン酸ゲル、ポリ(ビニル)ピロリドンなどを単独または
適当な調合剤、例えばレシチン、ポリオキシエチレンス
テアレートなどと共に用いてもよい。これらの水性系に
電解質が存在すると、高分子組成物の水性系における溶
解度が低下しやすくなり得る。 固体基質またはマトリックスには、例えば澱粉、ゼラチ
ン、糖類(例、グルコース)、天然ゴム(例、アラビア
ゴム、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロ
ース)、非ポリマー化[ココモノマー、[ココポリマー
(例、シリコーンゴムまたは後記ハイドロゲル膜[ココ
ポリマーの高透過性変形物、ただし、担体は放出環境に
おいて膜に破損をきたすほどには膨張しないものとする
)がある。 また担体は、保存剤、安定剤、湿潤剤および乳化剤など
のようなアジュバントを含有し得る。 (C)速度制限膜 この発明を実施する上で有効に使用され得るハイドロゲ
ル速度制限[ココポリマーの数およびタイプは、材料が
生物学的適合性および非生物分解性であるという必要条
件を満たしていればよい。すなわち、ポリマーは宿主に
対して非毒性でなければならず、また体内で分解されな
いような組成を有するべきである。 速度制限膜の製造に有用な[ココモノマーには、親木性
モノマー(50−100モル%)、疎水性モノマー(0
−50モル%)および架橋剤(0−10モル%)がある
。速度制限膜の製造上好ましい範 。 囲は、親水性モノマー(75−100モル%)、疎水性
モノマー(0−25モル%)および架橋剤(0−5モル
%)である。現在速度制限膜に関する最も好ましい処方
は、親水性モノマー(100モル%)および架橋剤(0
,32モル%)である。架橋剤のモル%は、[ココモノ
マーの全モル数を100%として算出されることもある
。すなわち、混合物は架橋剤(および/または例えばポ
リマー化開始剤)が加えられた後100モル%以上を含
有し得本質的に、分子量、極性特性および親水度を考慮
してこれらの成分の選択および割合を変えることにより
、調合すべき高分子組成物に合わせて膜を調整すること
ができる。すなわち、キセロゲル、部分的に水和したハ
イドロゲルおよび完全に水和したハイドロゲル中の間隙
空間の適当な大きさは(高分子組成物の拡散性に応じて
)予め決定され得る。例えば、非架橋親水性ホモポリマ
ーは最大の孔サイズおよび最大の膨張力を有するものと
予測されるが、最終的には溶解しやすくなり得る。架橋
剤を加えると、ハイドロゲルは幾分硬くなりハイドロゲ
ルの膨張力は制限されるため、間隙空間の膨張は制限さ
れる。疎水性コモノマーを加えるとこの制限は更に強め
られる。 親木性モノマーには、例えばアクリル酸および/または
メタクリル酸およびそれらの水溶性誘導体、例えばヒド
ロキシアルキルエステルおよびアミド〔ただし、アルキ
ルは1〜4個の炭素原子を有する(例、N−ヒドロキシ
メチル(メタ)アクリレート、N−ヒドロキシメチル(
メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)
アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリル
アミド、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート
、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、3
−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒド
ロキシプロピル(メタ)アクリルアミドおよび2゜3−
ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミドなど)〕
、グリセリン(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ
)アクリレート、複素環窒素含有モノマーのモノオレフ
ィン系誘導体(LN−ビニルビロール、N−ビニルスク
シンイミド、1−ビニル−2−ピロリドン)および他の
常用の生物学的適合性のある親木性モノマーがある。 最も好ましい親水性モノマーは、2−ヒドロキシエチル
メタクリレート(HEM A )およびグリセリンメタ
クリレート(GMA)である。 疎水性モノマーには、例えば1〜2個の炭素原子を有す
る1価の直鎖または分枝状アルコールのアクリル酸およ
びメタクリル酸エステルおよびアミド〔ただし、前記ア
ルコールは、脂肪族、脂環式または芳香族(例えば、メ
チル−、エチル−、プロピル−1i−プロピル−1i−
1i−およびt−ブチル−、ヘキシル−、ペンチル−1
2−エチルヘキシル、シクロヘキシル、ステアリル−、
フェニル−、ベンジル−、メトキシエチル−、グリシジ
ル−アクリレートまたはメタクリレート、並びに対応す
るアミド類)であり得る〕並びに同フマレート、マレエ
ートおよびイタコネートジエステル、ビニルエステル(
例、酢酸ビニル、ビニルプロピオネートおよびビニルベ
ンゾエート)およびビニルエーテル(例、メチル−、エ
チル−、プロピル−、ブチル−およびメトキシエチル−
ビニルエーテル)がある。これらの中で最も好ましい疎
水性モノマーは、メチルメタクリレート(MMA)であ
る。 架橋剤(または架橋モノマーもしくは剤)には、例えば
ジオールおよびポリオールの不溶性ジまたはポリアクリ
レートおよびメタクリレート[例、エチレングリコール
ジメタクリレー)(EGDMA)およびテトラエチレン
グリコールジメタクリレート(TEGDMA)コがある
。 (D)水和液 この発明の実施に有用な水和液は、一般的に高分子が放
出される環境を刺激する液体である。例えば、滅菌水、
涙液、食塩水溶液、燐酸緩衝液などを使用することがで
きる。水辺外の液体は水和液として有用であり、膜の水
和度をその膜の「含水量」とする。まず放出環境に置く
前に膜を一般的に約5重量%〜約30重量%未満の含水
量となるように水和しておくと、次に放出環境中で約3
0重量%〜約80重量%の平衡含水量に水和され得る。 好ましくは、平衡含水量は約35%−45%、最も好ま
しくは39%である。 この発明の組成物は、これまでより長い期間にわたって
高分子化合物の持続的放出を呈する。この期間は、例え
ば1週間〜3年間の範囲であり得るが、所望の投与方法
により異なる。好ましくは放出期間は約1週間〜24箇
月である。 この発明の好ましい実施態様は、素材が0.2xQのシ
リコーン油担体に懸濁した2 019の前記黄体形成ホ
ルモン放出ホルモン類似体を含有する眼科用挿入物を内
包し、前記の膜が0.5%EGDMA−架橋HE M
Aホモポリマーで初期含水量が29%またはそれ未満で
あるか、またはレザーバー素材が0 、3 mQのシリ
コーン油担体に懸濁した30.0gの前記黄体形成ホル
モン放出ホルモン類似体を含有し、前記の膜が0.5%
EC;DMA−架橋HEMAホモポリマーで29%また
はそれ未満の含水量を有するものである。 〔実施例〕 当技術分野に精通していれば、以下の実施例によりこの
発明をさらに明確に理解し実践することができるであろ
う。それらの実施例は、この発明の範囲を限定するもの
ではなく、単に発明の例および代表的なものであると考
えるべきである。 この発明の素材は、様々な(フィルム形聾の)ハイドロ
ゲル速度制限膜を製造し、異なる水和条件下、様々な担
体系に@濁した高分子組成物に対するそれらのフィルム
の透過性を試験することにより評価された。 実施例I HEMA/MMAキャストコポリマー この実施例では、キャスティング方法による速度制限膜
[ココポリマー材料の製造について詳説する。 トルエン(150ff12)中敷モルパーセントのモノ
マー(全fi10gに対する)を混合することにより、
HEMA/MMA[ココモノマーを第1表に示すモル比
で混合した。窒素を吹き込むことにより各反応混合物に
おいて酸素をパージした。0.0249(0,146ミ
リモル)のアゾビスイソブチロニトリルを加えることに
よりポリマー化を開始し、65°で24時間ウェル密閉
加圧容器中で続行した。 沈澱した各[ココポリマーを濾過により分離し、そのま
ま室温で48時間乾燥した。[ココポリマーのCHt
C(l x :メタノール(1:4)溶液(10だQ)
の20%(W/V)溶液から[ココポリマーを水(50
0ff12)中で沈澱させることにより精製し、次いで
50°Cで真空乾燥した。50%より多い出発MMAに
より製造された[ココポリマーのポリマー化収率は50
%以下であった。それらについてそれ以上は続行しなか
った。 20%CH7CQtのメタノール溶液(溶媒5.OJI
σ中1 、09)に[ココポリマーを溶解し、この溶液
をテフロンホイルで被覆した透明なガラス板上に注ぐこ
とによりフィルムを製作した。フィルムを(別のテフロ
ン被覆ガラス板により、シリコーンゴムガスケットによ
り最初の板と所望の距離をおくように支えて)被覆し、
周囲条件下24時間乾燥した。乾燥フィルムは板から容
易に離れた。それらを室温で蒸留水に浸すことにより水
和した。乾燥重量および完全飽和重量と比較することに
より測定したフィルムの平衡含水量を第1表に示す。機
械的マイクロメーターを用いて測定すると、膜厚は約0
.08%次であった。 第1表 0、〇= 25.0 42.1±2.025.0
39.2±0.940.0
34.5±1.650.0
30.1±2.0実施例■ HEMA/MMAレドックスコポリマーこの実施例では
、レドックスポリマー化触媒Naes20./KtSt
Oaおよび促進剤F e(N H4)2(SO,)2−
6820を用いる、インシトウ(in 5itu)レド
ックス方法による速度制限膜[ココポリマー材料の製造
について詳説する。 ガラス容器中適当なモル重量パーセントの[ココモノマ
ーを0.25i&のHt S t O−水溶液および0
12MQの促進剤と混合することにより、HE M A
/MMA[ココモノマーを第■表に示すモル比で混合し
た。窒素を混合物中に10分間吹き込み、そこから酸素
をパーツした。次いで、残りの触媒、0.25mQのN
at S 20 iを加え、混合物を激しく振った。 混合物を室温で直ちに密閉テフロン被覆ガラス板間(選
ばれた距離をおいている)に注いだ。 数分後混合物は固化した。反応を24時時間待させた。 柔軟な均一フィルムは被覆された板から容易に剥がれた
。乾燥重虫および完全飽和重量と比較することにより測
定したフィルムの平衡含水量を第■表に示す。 第■表 0.0 39.1±1.12.5*
35.5±1.35.0 38.
7±1.27.5* 33.2±0.91
0.0 34.0±1.610.0*30
.4±1.1 15.032.4±1.1 20.0 32.B±1.230.0
24.6±0.6*別々のバッチの一部とし
て製造。 20%以下のMMAを含有するフィルムは、強く均質で
均一な厚さを有していた。それらは安定性および可撓性
があり、後の拡散実験中ら膨張しなかった。30%のM
MAを含むフィルムは均質でないため、それ以上使用し
なかった。フィルムはすべてメタノールに不溶性である
が、その溶媒中では非常に大きく膨張した。このワンス
テップ方法により得られたフィルムは強くて均一である
ため好ましい。 実施例■ 架橋HEMAレドックスホモポリマー この実施例では、実施例■のインシトゥーレドックス方
法による速度制限膜架橋HEMAホモポリマー材料の製
造について詳説する。 EGDMA架橋剤およびHEMAモノマーを第■表に示
すモル比で混合した。 第■表 架橋剤投入組成 レドックスポリマー物モル%E
GDMA 平衡含水量(%)0.8
39.1 0.0* 40.2±1.00.5*
35.5±1.0′1.0
33.72、O*
32.1 + 1.63.0
30.44.0 24.95.
0 22.8*別々のバッチの一
部として製造。 生成したフィルムは非常に強く均質で安定していた。架
橋フィルムは拡散実験での使用において好ましくさらに
実用的であった。架橋HEMAホモポリマーもまた速度
制限膜材料として好ましい。 実施例■ 拡散実験 実施例■、■および■の記載に従いフィルムを製造した
。それらを高分子組成物(ナファレリン酢酸塩)の拡散
について試験した。 2区画の垂直ガラスセル中で実験を行った。上方の区画
の容量は3xQであり、これをドナー溶液を入れるのに
用いた。下方の区画の容量は8.53IQであり、これ
をレセプター溶液を入れるのに用いた。またそれは撹拌
棒およびアリコートを回収するためのサイドアームも備
えたものであった。 各々の膜を2つの柔らかいシリコーンゴムガスケット間
に設置しく損傷を避けるため)、そのセルの2つの区画
間に固定した。 各実験において、上方および下方のチャンバーを2.0
および8 、5 rtt12のpH7,40の等張燐酸
緩衝液(蒸留水に3.409(7)Kl−(、PO,お
よび14゜449のN a t HP Oaを溶かし、
容量を1000m9とすることにより製造)で満たした
。各々のセルを絶えず撹拌しながら37℃で水浴に浸し
、48時間平衡を保った。次に上方区画の溶液をナファ
レリン酢酸塩とpH7,4の緩衝液から成るドナー溶液
(21Oμ9/村)と置き換えた。 試料作製として、LmQアリコートをサイドアームによ
りフラスコから採取し、CH3CN:0.173モルK
HzPO−(46:64)により2 、 OxQに一希
釈した。HPLC(225nmで)によりアリコート中
のナファレリン酢酸塩について分析した。新しい緩衝液
を加えることによりアリコート容量を下方のチャンバー
へ移した。 拡散実験で得られたデータから膜を通るナファレリン酢
酸塩の流量、それらの透過係数および放出遅延時間を計
算した。 各々の試験膜に関する累積輸送量対時間をグラフに示し
た。HEMA/MMAキャストコポリマーによる累積輸
送量を第1図に示す。HEMA/MMAレドックスコポ
リマーによる累積輸送量を第2図に示す。架橋HEMA
ホモポリマーによる累積輸送量を第3図に示す。第4図
は、ナファレリン酢酸塩の透過度対平衡含水量のグラフ
であり、そこから%Hdを決定した(この系の場合的2
9%)。 第4図で示すように、含水1は透過性の決定因子である
。ナファレリン酢酸塩の場合、約30%以下の含水量レ
ベルで検出された透過度は非常に低かったが、それ以上
になると劇的な増加を示した。上記で指摘したように、
放出開始時の特定パーセントは、高分子組成物の特性お
よびまた[ココポリマー組成物により大きく異なる。 第■表は、これらの結果を総括したものである。 単位面積当たりの流量を曲線の直線部分の勾配(dQ/
Adt)から決定し、透過係数rPJを計算した([d
Q/Adtコ(1)/ca)。 第1V表 膜の成分 水和 流ffi P
放出遅延時間% (μg/am’/時)
(+l/時) (時)Lo、2% MMA 3
9.5 t 1.2 1.4964 7.413
114.6% MMA 33.7 * L、S
O,2778’lJ9 220.6% MM
A 2a、a * 1.1 0.14g1 0.
73 A33.6% MMA 26.6 t
O,80,01070,054536,4駕MMA
IL7±0.5 0 0 >1
00レドツクスコポリマー 20.0% MMA 29.2 t O,60,0
140Q、Q7 42第■表において、キャスト
コポリマーの%MMA成分を、ポリマー化したコポリマ
ーにおけるモルパーセントMMAの単位で表現する(N
MRにより測定)。ポリマー化中のMMAの顕著な喪失
が疑われるため、これを測定した。レドックス[ココポ
リマーの成分を[ココモノマー材料におけるモルパーセ
ントとして表現する。 データは、この発明に従い製造された膜が高分子組成物
の遅延/持続形放出を可能にすることを示す。このよう
に、拡散が起こるまでの時間の遅延は、ポリマー材料の
構造的剛性の増加に比例して増加する。すなわち、疎水
性モノマーの濃度および/または架橋程度が増加すると
、材料のパーセント水和と逆比例する。 実施例■ ナラアレリン酢酸塩用円筒形素材の設計第■表に示され
たデータを用いて、高分子医薬組成物ナファレリン酢酸
塩放出用の12箇月レザーバータイプの素材を次のよう
に設計し、実施例I〜■に従い製造された速度制限膜を
用いる。 ナファレリン酢酸塩を16μ9/日の割合で放出するた
めには、少なくとも5860μ9をレザーバーに入れな
ければならない。素材の好ましい寸法は、大体高さ2
、5 axおよび直径0 、5 cllである。このサ
イズの素材なら必要とされる5860μ9のシリコーン
油に懸濁したナファレリン酢酸塩を入れることができる
。また、大体この寸法の素材がポリマー化に適している
ことが判った。 このデータは円筒形素材からの定常放出に関する公式に
適用される。 [dQ/dt]−[2rr hD KdCd]/ [I
n(ro/ri)](次のデータを使用) dQ/dt= 0 、666μ97時 Cd= 1.40xg/1Q P=DKd(第■表から得た結果) ro=o、27cI11 r、=(第V表に記載) 第V表 、 □ 模試料 P ri
膜厚(c@) (cm) lO02%MMA 7.48 0.030
7 0.239214.5χMMA 1.39
0.11303 0.089720.6%MM
A O,730,21840,0516レドツ
クスコボリマー 2.5蔦MMA 5.10 0.061
45 0.20B65、OXMMA 2.33
0.1372 0.13287、.5%MM
A 1.63 0.1682 0.1
018架橋レドツクスコポリマー 0・0% EGDMA 7.51 0.0
306 0.239aO・5%EGC)HA
5.58 0.0534 0.21661、o
$ EGDMA 3.50 0.0977
0.17232・0% EGDMA 2.8
7 0.1173 0.1527実施例■ アザーQl、10ナファレリン酢酸塩用円筒形素材の設
計 実施例Vにおけるナファレリン酢酸塩の代わりに等量の
高分子獣医学組成物アザ−Ql、10ナフアレリン酢酸
塩を用いることにより、実施例■〜■に従い製造された
速度制限膜用の12箇月獣医学放出素材を設計すること
ができる。 実施例■ モノリシック(一体的)眼科用挿入素材の製造この実施
例では、7日間にわたり少なくとも1μ9/時の速度で
ナファレリン酢酸塩の遅延/持続形放出を行うモノリシ
ック素材の製造について詳説する。素材の大きさは、特
に眼科用挿入物としての使用、眼/鼻経路による高分子
薬剤組成物の放出に適合したものであった。素材の組成
は次の通りである。 ナファレリン酢酸塩 不定 HEMA O,328xQEGD
MA O,017xQ1%K *
S t Os水溶液 0.052.v20.07
5%F e(N Ha)*(S O4)を水溶液0.0
17i12 2%NatStOs水溶液 0.052RCF
e(NH4)t(S O4)*およびK * S t
O−の水溶液を調製し、混合し、HE M AおよびE
GDMAを加えた。混合物を窒素により10分間パージ
した。 次いでNatStOs水溶液を加えた。生成した溶液0
、4 zQを、ナファレリン酢酸塩を含有するバイア
ルに急速に加えた。化合物が溶解すると、モノリシック
挿入物を形成するため、0 、5 txzのガスケット
により距離をあけたテフロン被覆ガラス板間に溶液を注
入し、窒素雰囲気下24時間室温で硬化させた。得られ
た透明で均一なフィルムを裁断して、インビトロおよび
インビボ試験の両方に適した長円形モノリシック素材を
作成した。素材を1.25ミリラドのガンマ放射線によ
り殺菌した。素材の明細は次の通りであった。 素材#l 素材#2 重量 0.029 0.029厚さ
0.44ii+ 0.44mm長さ
1.4+u 1.Jxx幅
0.’4cm 0.4cm面積
(単一サイド) 0.4cが 0 、4 cm’ナ
ファレリン酢酸塩1.3所 2 、0 xg素材を3
νC,pH7,4の等張燐酸緩衝液中でインキュベート
した。燐酸緩衝液レセプター媒質のアッセイを行うこと
により、ナファレリン酢酸塩の存在を測定した。それら
のアッセイの結果を第■表に示す。 第■表 瞭且 素材#1 素材#22.3 26
.7μ9 51.3μ95.0 17.0
26.822.0 7.0
13.627.0 6.1 9
.643.0 4.1 7.25
1.0 3.’5 5.91 1
5.0 2.2 3.5+40
.0 1.6 3.1189.
0 1.0 1.7これらの素
材は、7日間にわたり1μ9/時の速度で高分子薬剤を
連続放出した。これらの素材は非ゼロオーダー放出用に
設計されたものであった。 ゼロオーダー放出は、上記のように薬剤飽和固体担体と
してこれらの素材を処理し、速度制限膜でそれらを囲む
ことにより達成され得る。 実施例■ レザーバー素材の製造 1年間にわたり高分子組成物、例えばナファレリン酢酸
塩を持続放出する円筒形レザーバータイプの素材を次の
ようにして作成する。 実施例■に従い、下記成分を合わせることにより架橋H
E M Aポリマーを製造する。 3、l蛙 HEMA 0.6夏Q 1%K t S 20 s (水溶液)1
5μり EGDMA 10 μ& 0.0075%Fe(NHJt(SO2
)、(水溶液)10分間混合物に窒素を吹き込み、次い
で2%Natstos水溶液0 、6 m(lを加える
。混合物を(中空コアが有るかまたは無い)円筒形の型
に移し、窒素雰囲気下室温で24時間ポリマー化させる
。ポリマー化した円筒を型から外す。コアの無い型を用
いる場合、円筒にコアをあける。円筒の厚さが素材の放
出プロフィールに対して望ましい寸法を有するようにコ
アをあけ(または型を設計し)なければならない。 高分子組成物のンリコーン油懸濁液を調製する場合、例
えば0 、3 mQのシリコーン油(ダウ・コーニング
360メデイカル・フルイド−粘度1000cP)に3
0.0mgのナファレリン酢酸塩を加え、所望により音
波処理し、充分振ることによりミルク状の均一な懸濁液
が得られろ。処理方法を実施するのに充分な量の懸濁薬
剤でレザーバーを満たす。 上記に従い、新しいHE M A / E G D M
A混合物を製造し、注意深くレザーバーの上部に加え
る(薬剤懸濁担体を乱さないこと)。上部の無い円筒を
、窒素雰囲気下室温で24時間ポリマー化することによ
り密閉する。 次いで所望の初期含水量となるように膜を水和するため
、レザーバーを水和液に浸す。 円筒形素材により高分子組成物の予測可能な遅延/持続
形放出が行なわれる。 実施例■ 別の悲劇方法 実施例■に従いそこに記載された薬剤懸濁およびレザー
バー充填工程の代わりに下記の手順を行うことにより、
円筒形レザーバー素材を製作することができる。 予定量(処理方法により異なる)の高分子組成物(例、
20〜40v1gの乾燥ナファレリン酢酸塩)をレザー
バーに加える。次いで適量(レザーバーの大きさにより
異なる)の液体担体(例、0 、3 m(lのダウ・コ
ーニング360・メディカル・フルイド)を薬剤充填レ
ザーバーに加える。 次に実施例■のレザーバー密閉処理を行う。 実施例X 別のレザーバー素材 実施例■に概略を示した方法に従って、ナファレリン酢
酸塩の代わりに下記の別の活性薬剤/担体の組み合わせ
を用いることにより、別のレザーバー素材を製作するこ
とができる。 チモシンー1月 −1,09/1 、OmQシリコーン油羊成長ホルモン
ー172年 ・・・2.09/3.0RQシリコーン油馬成長ホルモ
ン−1/2年 ・・・l O,OI?/10.0tttQシリコーン油
生成長ホルモン−1/2年 ・・・15.09/15.OxQシリコーン油ひと成長
ホルモン−1年 ・・・500単位10.6m12シリコーン油アザ−G
lytoナファレリン酢酸塩−1年・・・30.0g1
0.3xQシリコ一ン油実施例℃ レザーバー素材製造の刑法 下記成分から成るポリマー化混合物を一連の小さなガラ
スバイアル(約1.2”xO,25”)にキャストし、
それを室温で24時間硬化させることによりポリマーロ
ッドを製造した。 HEMA 6.25RQEGDM
A 40.0μQHyOO,80j
l12 2%K t S t Os水溶液 0.50m1
20.075%F e(N H4)t(S O4)2水
溶液15.0μQ 4%NatSzO6水溶tL 0.50!!(次
いでガラスバイアルを壊すと、滑らかで透明なポリマー
ロッド(長さ2 、5 cmおよび直径6 、 Ou+
)が得られた。湿度32%で約6時間、CaCQJ&縮
(すなわち飽和した)水溶液を含有するデシケータ−に
ロッドを置いた。 ロッドをデシケータ−から除き、注意深く穿孔すること
により直径4 、0 *xのレザーバーを形成し、約0
、5 Cgの穿孔工程を行い、次いで次の0゜5c1
1工程を始める前に、ロッドから穿孔器の先金を除去し
て(水に浸すかまたは冷気を当てることにより)冷却し
た。穿孔がレザーバーの厚さくすなわち、2.0xm)
よりもロッドの端に近くはならない状態で、充分な容量
のレザーバーが形成されるまで穿孔を続ける。ロッドを
部分的水和状態にすれば穿孔操作に著しく有利であるこ
とが観察された。完全に水和したロッドは柔らかすぎる
ことが判った。乾燥したロッドは堅すぎるため穿孔中に
割れ易いことが判った。 2 、0 Cgの乾燥アザ−Gly10ナファレリン酢
酸塩を各々の(含水量的12%−15%を有する)中空
状シリンダー(円筒)に加えた。約0 、2 xQのシ
リコーン油(粘度350cP)を、内部の高さが各々約
2 、0 amになるまでシリンダーの上部を濡らさな
いように注意しながら各々のシリンダーに注入した。 次いで前述のように、シリコーン油の上部に数滴のポリ
マー化混合物を浮かべることによりシリンダーを密閉し
た。膨張が起こらないように、シリンダー上部をパラフ
ィン紙で覆うことによりそれらの大きさを安定させた。 また、80μQのFe(NH,)t(so、)を促進剤
をポリマー化混合物に用いてポリマー化工程を促進した
。密閉されたシリンダーを室温で24時間ポリマー化さ
せた。 こうして形成された素材を各々セル中の等張燐酸緩衝液
(pH7,4)2.5x12中に入れ、37℃の振とう
水浴中に保った。セルから緩衝液を除去しく等量の新し
い緩衝液と入れ換え)、)(PLOで溶質の存在を測定
することにより、時間をかけて(15,22および34
日)アザーGly10ナファレリン酢酸塩の放出を測定
した。15日目には緩衝液から溶質は検出されなかった
。22日目には350cPシリコーン油により製作され
た素材は約0゜36μQの溶質の放出を示し、34日目
にはこれらの素材は約1.0μQの溶質の放出を示した
。遅延/持続形放出を明らかにする場合、使用する速度
制限膜は薄く活性薬剤の出発量は多い方が好ましいとい
う結論に達した。 実施例■ ハイドロゲルインブラントのインビボ放出アザ−Gl、
10ナフアレリン酢酸塩に関する実施例■および■に記
載された円筒形素材のデザインを用いて、ハイドロゲル
レザーバーインプラントの性能をピーグル犬において測
定した。20.30および4019の化合物を含有し下
記の比率およびパラメーターを有する架橋I(EMAレ
ドックスホモポリマーインブラントを製造した(実施例
■参照)。 ハイドロゲル組成物:HEMAホモポリマー架橋剤・0
.32モル%E G D M Aポリマー化開始方法;
レドックス反応 懸濁用担体:粘度1000cPのシリコーン油壁厚(特
に部分的水和状態時):0.66xxシリンダー内径:
4.7au シリンダー外径: 6 、 OmM シリンダーの高さく内部寸法、平均値):20即化合物
インブラントの場合:1.98cx30xg化合物イン
ブラントの場合+1.94cm40M9化合物インブラ
ントの場合:1.85λ9また、他のインブラントと同
様の組成で30R9の化合物を含有し、部分的水和状態
で下記の寸法を有するさらに外形(シリンダーの高さ)
の短い単一インブラントを製造した。 壁厚:0.661m シリンダー内径:4.7xx シリンダー外径: 6 、 O+u+ シリンダーの高さく内部寸法):1.Ocmビーグル犬
におけるこれらの皮下用インブラントの放出プロフィー
ルを第5図に示4°。様々なハイドロゲル素材は、化合
物アザ−に1yIQナファレリン酢酸塩の有効血漿濃度
を試験期間中(約1年)維持することを示す。 この発明についてその実施態様を用いながら説明したが
、この発明の真の精神および範囲から逸脱しない限り様
々な変形および均等内容との置き換えが可能であること
を当技術分IJ+Fの熟練音なら理解すべきである。そ
のような修正はすべて本明細書中の特許請求の範囲内に
含まれるしのとする。
たH EMA/MMAキャストコポリマー速度制限膜を
高分子組成物ナファレリン酢酸塩が通過する場合の累積
輸送量対時間を示すグラフである。 同第2図は、この発明に従い製造された)(EMA/M
MAレドックスコポリマー速度制限膜を高分子組成物ナ
ファレリン酢酸塩が通過する場合の累積輸送量対時間を
示すグラフである。 同第3図は、この発明に従い製造された架橋HEMAレ
ドックスホモポリマー速度制限膜を高分子組成物ナファ
レリン酢酸塩が通過する場合の累積輸送量対時間を示す
グラフである。 同第4図は、ナファレリン酢酸塩の透過性対この発明に
従い製造された速度制限膜の平衡含水量の図である。 同第5図は、時間の経過にしたがい変化する様々なイン
ブラントのインビボ放出プロフィールを示すグラフであ
る。 〔発明の詳細な記載〕 (素材) この発明の素材(device)について、それらの最
も好ましい用途、すなわちひと、家畜動物、例えば牛、
豚、羊、やぎなど、ベット動物、例えば猫、犬、兎など
、および家禽、例えば鶏、七面鳥、ガチョウ、アヒルな
どを含む動物に対する医薬の遅延/持続形放出と結びつ
けて記載を行う。遅延/持続形放出は、放出環境に設置
後の活性薬剤の放出を遅らせ、さらにその後の持続形放
出、好ましくはゼロ−オーダー放出として定義される。 この発明の他の適用例には、工業的、農業的および家庭
的環境における制御された(例、遅延/持続形)放出が
含まれる。 この発明の素材は、レザーバー、モノリシック、モノリ
シックレザーバーおよび速度制御バリア層タイプを伴う
モノリシックの外科用インブラント、坐剤、膣挿入物お
よび眼科用挿入物を含む。外科用インブラントは、動物
における皮下植え込みに適用される。眼科用挿入物は、
動物の眼球のき上う膜(sclera)および下まぶた
の間の結膜の盲嚢に設置されることにより適用される。 坐剤および膣挿入物は、適当な体腔中に挿入されること
により適用される。素材はすべて共通してハイドロゲル
速度制限膜を用いることによりそこに含まれる活性薬剤
(複数も可)の放出を制御するものである。 モノリシックタイプの素材では、担体はまた速度制限膜
としての役割も果たす。 この発明で使用されるこれらの素材はすべて、当業界で
公知の技術に一部基づいて製造される。 例えば、公知素材の最初の製造は、カーディナル、キム
、ソング、リーおよびキムによる論文(前出)および例
えば米国特許第3416530.3618604.38
28777および3948254号に記載されている。 本質的に、遅延/持続形放出素材は、担体、前記担体と
混合された約1000より大きい分子量を有する高分子
化合物および前記担体および化合物を取り囲むホモポリ
マーまたはコポリマー材料から成る非生物分解性のハイ
ドロゲル速度制限膜を有する素材を製作し、次いで膜を
部分的に水和して構造上操作可能な状態であり前記高分
子化合物に対して実質的に非透過性となるような初期含
水量を達成することにより機能する。さらに具体的には
、素材の製造方法は次の工程により構成される。 (a −1)架橋または非架橋モノマーまたはコモノマ
ーを所望の形状にポリマー化し、 (a−2)前記ポリマー化形状において充填口を有する
レザーバーを形成し、 (a−3)前記レザーバーを選択された量の前記担体お
よび前記薬剤で満rこし、 (a −4)そこの架橋または非架橋モノマーまたはコ
モノマーのプラグをポリマー化することにより前記レザ
ーバーの充填口を密閉し、 (b−1)前記の膜を水和して所望の初期含水量を達成
できるように計算された期間前記素材を水和液中に浸し
、 (b−2)前記素材を前記水和液から除去して膜がそれ
以上水和するのを止め、そしてその後所望により、 (b−3)前記の膜を乾燥して所望の初期含水量を達成
できるように計算された期間前記の膜を乾燥する。 担体が速度制限膜としての役割を果たす場合、この製法
は、担体および高分子化合物の混合物を硬化させること
によるモノリンツク素材の形成を含む。そのような素材
は、一般に植え込みに適した所望の形状に最初に成型さ
れるかまたは後で切断される。 ハイドロゲルは、一般に液体吸収能力を特徴とする[コ
コポリマー材料である。[ココポリマーを形成するモノ
マーまたはコモノマー([ココモノマー類)(架橋剤が
存在する場合ら存在しない場合もある)は、イニンエー
ターおよび/またはポリマー化エネルギー源(例、加熱
または照射)に曝されることによりポリマー化され、最
終的に構造のはつきりした、乾燥状態の(すなわち、非
水和状態の)[ココポリマーを生成するが、これは一般
にキセロゲルと呼ばれている。キセロゲルは、ポリマー
分子間に空間(いわゆる間隙空間)網が存在するように
互いに適した位置にあるポリマー分子系を含む。 キセロゲルは強い親水性であるため、液体を吸収する。 液体はしココモノマー分子のある部分の親水性により誘
引され、自由容積(または間隙空間)に配置されて、[
ココポリマー分子が伸ばされるためマトリックスが広が
る原因となる。キセロゲルがそのような液体を吸収する
につれて水和され、次いでハイドロゲルと呼ばれるもの
になる。またポリマー化が水溶液中で起こると、キセロ
ゲルではなく部分的または完全に水和したハイドロゲル
を生成し得る。[ココポリマーの最終水和度は、架橋程
度を含めて、構成要素であるしココモノマーにより大き
く変化する。 驚くべきことに、高分子の放出を遅らせ、次いで使用中
の様々な時点におけるハイドロゲル速度制限膜の水和度
を調節することにより前記放出を制御することができる
ことが判った。部分的に水和した状態の素材を起用する
ことにより、ハイドロゲルマトリックスの自由容積を、
高分子がそれを通して拡散するには小さすぎるように選
択することができる。さらに、素材を放出環境に設置、
例えば動物に植え込みまたは挿入すると、部分的に水和
したハイドロゲルはその環境から液体を吸収し、完全に
水和するまで膨張する。したがって、マトリックスは大
きくなり、最終的に高分子がそこを通って拡散すること
が可能になる。またハイドロゲル[ココポリマーは、放
出される高分子組成物に応じて、選ばれた環境における
最大の水和レベル(または「平衡含水量」)を達成し、
膨張量を制限することにより放出の速度および持続性を
確立するように選択される。 この発明の遅延/持続形放出素材は、「構造上操作可能
な」、すなわち簡単に砕けることはない(および操作時
に亀裂が入らない)程度には柔軟であるが、操作中形状
を維持できる程度には堅い(そのため放出環境への挿入
が容易である)ものである。この利点はまた素材を最初
に部分的に水和した状態で用いることにより達成される
。 (素材の設計) この発明の遅延/持続形放出素材の製造は、考慮すべき
幾つかの因子を伴う。放出プロフィール(すなわち、遅
延時間、放出速度および持続性)および環境(例えば、
眼または皮下組織)を決定しなければならない。素材の
タイプ、形状およびサイズに応じて材料を選択しなけれ
ばならない。 速度制限膜用の[ココポリマー材料を定めfこら、それ
を通過する高分子組成物の拡散率を測定しなければなら
ない。所定の高分子組成物に関する速度制限膜の水和プ
ロフィールは、選択された[ココポリマーのフィルムを
作製し、2区画の垂直ガラスセル(当業界でよく知られ
ている)を用いてそれを拡散試験にかけることにより決
定され得る。 拡散係数および拡散開始時の含水量(すなわち、それ以
下では実質的に拡散が起こらない状態、以後[%HdJ
とする)を測定する。一連の膜を様々な架橋および非架
橋[ココポリマーから製造する。次いで膜を最大限に水
和し、それらの平衡含水量を測定する。完全に水和した
膜を2区画の垂直ガラスセルに設置して、様々な平衡含
水量の膜材料を通る高分子組成物の拡散を測定しグラフ
に示す。 拡散が検出されない(すなわち、高分子組成物がレセプ
ターセル中に全く拡散していない)状態の最大限に水和
した膜の平衡含水量が、試験された系の%Hdである。 これは透過率対平衡含水量の曲線を示すことにより最も
明らかになる。 透過性の結果(拡散係数)は、下記の方程式を用いるフ
ィックの拡散第1法則により得られる。 〔式中、 dQ/dtは、膜材料を通過した流量(μ97時)であ
る。これは累積輸送量対時間の曲線の直線部分の勾配と
して測定される。 Aは、膜の面積(cm”)である。 Pは、膜の透過係数(cm”7時)、またはDKd(式
中、Dは、膜における拡散率(cm”7時)であり、K
dは、膜/ドナー溶液の分配係数である)である。 eは、実験の最後に測定された膜の厚さくc!I)であ
る。 Cdは、ドナー溶液の濃度(μ9/cz’)である。〕
次に放出/遅延プロフィールを測定する。再び架橋剤お
よび[ココモノマーの量を変えながら、別の一連の膜を
作製する。次にこれらの膜を部分的にのみ、すなわち含
水量が%Hd未満またはそれと等しくなるように水和す
る。これは、膜を水和液に曝し、所望の含水量となるよ
うに計算された時間の経過後液から膜を取り出し、そし
てプロットして水和を止めることにより達成することが
できる。別法として、キセロゲル膜を充分な時間水和液
に浸して最大限まで(平衡含水量に達するまで)吸収さ
せることにより完全に水和し、次いで所望の含水量(膜
の重量を測定することにより決定)となるように(例え
ば、デシケータ−またはオーブン中で)乾燥することが
できる。部分的に水和した膜を2区画の垂直ガラスセル
に設置して、膜を通る高分子組成物の拡散対時間を測定
しグラフに示す。ドナーおよびレセプターセル用の緩衝
液を選択して部分的に水和した膜と接触させ、さらに放
出環境においてそれらが水和する速度(例えば、食塩水
溶液により眼の環境における放出遅延時間を予測する)
とほぼ同じ速度でそれらを水和することができる。拡散
試験の開始(すなわち、ドナーセルに高分子組成物を加
える時点)からレセプターセルにおける高分子組成物の
医薬的有効濃度の検出までの時間が、[ココポリマーお
よび初期パーセント水和の組み合わせにおける放出遅延
時間である。 素材の物理的規模を決定するために、放出されるべき薬
剤の全量を決定しなくてはならない。これは所望の1日
用量および放出持続性に基づく。 特にゼロ−オーダー放出の場合、過剰の固体の存在によ
り担体中における薬剤の飽和溶液を維持するために過剰
の薬剤を用いなければならない。すなわち、薬剤の全量
は、担体を飽和するのに必要な量プラス放出されるべき
薬剤の全量と等しい過剰量の固体である。 次に、薬剤および担体の最少用量を決定する必要がある
。これは、予め測定された担体中における薬剤の溶解度
に基づき容量を計算することによるか、さらに実用的に
は実際に飽和溶液を凋製しその容量を測定することによ
り可能となる。これはレザーバーに必要な最少容量であ
る。 多くの場合、必要とされる容量は非常に小さいため、そ
のような測定は実際的ではない。薬剤飽和担体の最少必
要容量だけを含有する(およびその容量を持続的に放出
する)ように設計された素材は、小さすぎて製造および
/または操作が不可能となり得る。すなわち、過剰の担
体、薬剤および/または不活性固体を加えることにより
、素材のサイズを製造および操作に実用的なものにする
ことができる。過剰の薬剤飽和担体を加えた場合、拡張
した放出態勢が許容し得るものかどうかを決定しなけれ
ばならず、許容し得ない場合、処理期間の最後に素材を
除去しなければならない。 素材の全体的デザインは、フィックの拡散第1法則にし
たがいその形状の素材に対する放出公式を適用すること
により決定することができる。公式の解が決定する変数
は、素材のサイズまたはレザーバーの容量が第1の基準
であるかどうかにより異なる。 例えば、シリンダー状インブラントが使用されザーバー
の半径であり、hはその高さである)に等しい。シリン
ダーからの定常状態の放出に関する式は次の通りである
。 [dQ/dt]−[2πhDKdCd]/[en(r、
/ri)](式中、 roは、シリンダーの外側半径であり、Cdは、ドナー
溶液(すなわち、担体)における薬剤濃度である。Cd
を飽和状態に維持すると、定常状態の放出が得られる。 ) したがって、所望の持続形放出に必要な膜厚は、r、−
r、である。 ■ 円形または長円形眼科用インブラントの場合2枚のシー
トの膜材料がレザーバーの周囲で密封されるが、膜厚は
フィックの拡散第1法則にしたがい下記の方程式により
決定することができる。 C=(APCdt)/dQ (式中、 Aは、膜の表面積、すなわち膜の一方の側の表面積の2
倍であり(これは挿入物の端における透過作用を無視す
る)、 Q は、膜厚(cM)であり、 Cdは、薬剤濃度である。) (遅延/持続形放出素材) この発明の素材は、 (A)高分子活性薬剤、 (B)高分子活性薬剤と混合されている担体、(C)[
ココポリマー速度制限膜、および(D)水和液(ただし
、これは膜が構造上操作可能および/または活性薬剤に
対して実質的に非透過性となるように予め定められた量
で存在する)を含むものであり、これら全部について以
下さらに詳細に記載する。 (A)活性薬剤 この発明の素材を用いる遅延/持続形放出に適した高分
子組成物は、一般にtoooより大きい、特にl 00
0ないし25000の範囲の分子量を有する親水性高分
子として一般に記載され得る。 しかしながら、この発明の原理はそれより高い(および
僅かに低い)分子量を有する高分子にも当てはまる。例
えば、適当な高分子には、ホルモン活性ポリペプチド、
例えば黄体形成ホルモン放出ホルモン(LH−RH)ポ
リペプチドおよびそれらの類似体、哺乳動物成長ホルモ
ン、哺乳動物成長ホルモン放出ホルモン、およびチモシ
ン様活性を有するポリペプチドがある。 ホルモン活性ポリペプチドは、ある種の体内器官の働き
に特異的な調節作用を示すペプチド類である。一般に、
それらは内分泌腺から分泌される。 内分泌腺から分泌されないペプチド類もあるが、それら
もまた体内器官に特異的な調節作用を示すためホルモン
活性化合物として分類される。天然のホルモン活性ポリ
ペプチドの合成類似体は、この定義の範囲内に含まれる
ものとして考えられる。 天然ホルモンおよびそれら母体と同じタイプの活性を保
有する合成類似体の医薬的に許容し得る塩類もまたこの
発明の範囲内に含まれるものとして考えられる。 ホルモン活性ペプチドは蛋白質の別種の基を含むが、そ
れらの機能特異性を考慮すると、好都合には生理学的作
用により別々の種類に分類され得る。各蛋白質基は、一
般に生理機能に直接関与する器官(複数も可)のみとの
相互作用によりその特異的生理機能を調節する。例えば
、LH−RH活性ポリペプチドは、前下垂体を刺激する
ことにより生殖器の働きに影響を及ぼすホルモンを放出
させる。成長ホルモンは肝臓を刺激することにより、ツ
マトメディン、すなわち骨格の成長に必要なペプチド因
子を放出させる。チモシンおよびチモシン様活性ペプチ
ドは、自己免疫系との相互作用により自己免疫系の病気
との闘争力を高める。 この発明による遅延/持続形放出において興味の対象で
ある特定のホルモン活性ポリペプチドについては、第1
に天然黄体形成ホルモン放出ホルモンポリペプチドおよ
びその合成類似体が存在する。 天然LH−RHペプチドは、脳の視床下部領域で生成さ
れ、前下垂体に作用して黄体形成ホルモン(L H)お
よび卵胞刺激ホルモン(FSH)の分泌を刺激し、これ
らは、生殖腺に作用してステロイドホルモンの合成を刺
激し、また生殖体の成熟を刺激することにより哺乳動物
の生殖サイクルを支配する。その結果LH−RHのはく
動性放出は、哺乳動物における生殖サイクルを支配する
ことになる。さらに、LH−RHは、胎盤に作用してひ
とじゅう上膜ゴナドトロピン(HCG)を分泌させ、ま
た直接生殖腺に作用する。 LH−RHのアゴニスト類似体は、作用の2つの機構に
より生殖能力の制御に有用である。低用量のLH−RH
類似体は、排卵を刺激することができ、視床下部および
排卵に関連した生殖不能症の処置に有用である。さらに
、それらを生殖能力低下状態および性不能症に対して用
いると、雄における精子形成およびアンドロゲン産生を
刺激し得る。 逆に、高用量のLH−RHの強力で持続性の長い類似体
は反対の作用を有しており、雌の排卵を遮断し、雄の精
子形成を抑制する。雄および雌の補助器官の重量低下を
含む、生殖腺由来の性ステロイドの正常な循環レベルの
抑制は、これらの作用と関係がある。家畜動物の場合こ
の逆説的作用は、フィードロット状況での重量増加を促
し、妊娠した動物において流産を促し、一般に化学不妊
剤として作用する。高用量のLH−RHおよびその類似
体の逆説的作用は、米国特許第4234571号に完全
に列挙されている。 また拮抗体と呼ばれる一群のL H−RH類似体も存在
する。これらのポリペプチド類はLH−RHアゴニスト
により示された逆説的作用を有するが、低用量レベルの
場合は天然LH−RHに対応する。そのような化合物も
この発明の範囲内に含まれる。 天然LH−RHペプチドは、天然アミノ酸(非キラルア
ミノ酸グリシンを除きL−配置を有する)から成る親水
性デカペプチドである。その配列は次の通りである。 (ビa )G l u−Hi 5−Trp−Ser−T
y r−G ly−Leu−Arg−Pro−G 1y
−NHtこの天然材料の多くの類似体に関する研究がな
されてきた。これらの類似体の有益な効果は変化してき
ている。アゴニストに関する最ら重要な変形は、6位の
残基をGlyからD−アミノ酸、例えば、D−Alas
D−Leu、 D−PheまたはD−Trpに変える
ことにより得られる。天然2位Hisアミノ酸残基をD
−アミノ酸残基と置換することにより、拮抗活性は最も
よく達成され得る。これらの類似体はLH−RHと比べ
て高い活性を示す。 6位の修飾に加えて、次の修飾に上り高いアゴニスト活
性を得ることができる。すなわち、10位を修飾してア
ルキル−、ンクロアルキルーまたはフルオロアルキルア
ミンのようなノナペプチドを得るか、またはGly−N
H,をα−アザグリシンアミドと置き換えるか、または
3位のトリプトファンを3−(l−ナフチル)−L−ア
ラニンと置き換えるか、または6位を2gまたはそれ以
上の・炭素環式アリール(またはベルヒトコアリール)
環または高級アルキル置換されたフェニル(またはシク
ロヘキシル)環を含む非天然D−アミノ酸残基で置換す
る。7位のロインンをN−メチルロインンと置換すると
酵素減成に対する安定性が高くなり、5位のチロシン残
基をフェニルアラニンまたは3−(l−ペンタフルオロ
フェニル)−L−アラニンと置換すると、実質的生物活
性の保持に有効となり得る。これらの特定化合物は、現
在まで開発されてきた非常に有用な生殖作用を有するL
H−RHタイプのポリペプチドの幾つかを代表する。こ
れがこれまで製造されてきたかまたは製造され得るLH
−RH活性ポリペプチド全部の網羅的または限定的リス
トということではない。それらは単にこの発明の対象で
ある化合物のタイプを例示するために記載しただけであ
る。それらの幾つかまたは全部を互換的に置換してこの
発明の組成物とすることができる。 この明細書中で最も興味ある対象のLH−RH化合物は
最後に述べた群のものであり、天然LH−RH材料の6
位が脂肪親和性炭素環式残基、特に2個またはそれ以上
の高級アルキル置換炭素環式アリール(またはベルヒド
ロアリール)環、ナフチルまたはフェニル(またはシク
ロヘキシル)環を含む特定の非天然D−アミノ酸残基に
より置換されたものである。これらの特定のポリペプチ
ドは、米国特許第4234571号の対象であり、そこ
に開示された方法に従い製造される。この明細書中で非
常に興味深い対象の合成ノナペプチドおよびデカペプチ
ドの完全な記載をその特許から引用する。式、名称およ
びこれらの化合物の製造における合成方法がその特許明
細書中に完全に記載されている。そこに記載された化合
物は、この発明において遅延/持続形放出製剤中に混入
される合成LH−RH類似体の好ましい具体例を含む。 さらに詳しくは、この発明中非常に興味ある対象のLH
−RHポリペプチドは、式 %式% 〔式中、 ■は、トリプトフィル、フェニルアラニルまたは3−(
1−ナフチル)−L−アラニルであり、Wは、チロノル
、フェニルアラニルまたは3−(l−ペンタフルオロフ
ェニル)−L−アラニルであり、 Xは、式 O−NH−CH−
C− CH。 (式中、Rは、 R (a)IE!]またはそれ以上の直鎖低級アルキル基に
より置換されたフェニル、ナフチル、アントリル、フル
オレニル、フェナントリル、ビフェニル、およびベンズ
ヒドリルから成る群から選ばれた炭素環式アリール含有
基、または (b)3個またはそれ以上の直鎖低級アルキル基により
置換されたシクロヘキシル、ベルヒドロナフチル、ベル
ヒドロビフェニリル、ベルヒドロ−2,2−ジフェニル
メチルおよびアダマンチルから成る群から選ばれた飽和
炭素環式基である)で示されるD−アミノ酸残基であり
、 Yは、ロイシル、イソロイシル、ノルロイシルまたはN
−メチルロイシルであり、 Zは、グリシンアミドまたは−NH−R+(式中、R,
は、低級アルキル、シクロアルキル、フルオロ低級アル
キルであるかまたは式%式% (式中、R3は水素または低級アルキルである)で示さ
れる) である〕 で示されるノナペプチドおよびデカペプチドおよびそれ
らの医薬的に許容し得る塩類である。 この発明の好ましいLH−RH活性合成ノナおよびデカ
ペプチドは、Xが3−(2−ナフチル)−D−アラニル
または3−(2,4,6−1リメチルフエニル)−D−
アラニル、Zがグリシンアミド、NHEtまたはアザグ
リシンアミド、■がトリプトフィルまたはフェニルアラ
ニル、Wがチロシル、およびYがロイシルまたはN−メ
チルロイシルであるものである。 また興味深いノナペプチドおよびデカペプチドは、次の
置換がなされたものである。1位におけるN −Ac
−D −Na1(2)[すなわち、N−アセチル−3−
(2−ナフチル)−D−アラニルコ、2位におけるD−
p−ハローPhes 3位におけるD−Trp、6位に
おけるD−Deh[すなわち、D−ノエチルホモアルギ
ニル](所望によりアルキル位がハロゲンにより置換さ
れていてもよい)、および10位におけるD−Alaま
たはアザ−cry、これらは米国特許第4481190
および4581169号に記載されている。 LH−RH合成類似体の最も好ましい化合物は下記のも
のおよびそれらの医薬的に許容し得る塩類である。 (ピロ)Glu−His−Trp −Ser−Tyr
−3−(2−ナフチル)−D−アラニル−L eu −
A rg −P r。 −Gly−NHt、 (ピロ)G lu −His −Trp −Ser −
Tyr −3−(2−ナフチル)−D−アラニル−n−
メチル−Leu−Arg−Pro−Gly−NHx、 (ピa)Glu−His−Phe−Ser−Tyr−3
−(2−ナフチル)−D−アラニル−L eu −A
rg −P r。 Gly NHt、 (ピロ)G lu −His −Trp −S er
−Tyr −3−(2,4,6−)リメチルフェニル)
−D−アラニル−Leu−Arg−Pro−Gly−N
Hy、(ピロ)Glu−His−Trp −Ser−T
yr −3−(2−ナフチル)−D−アラニル−L e
u −A rg −P r。 −NHEt。 (ピロ)Glu−His−Trp−Ser−Tyr−3
−(2−ナフチル)−D−アラニル−N−メチル−Le
u−Arg−Pro−NHEt。 (ピロ)Glu−His−Trp−9er−Tyr −
3−(2−ナフチル)p−アラニル−L eu −A
rg −P r。 −アザーGly NHt、 (ピロ)Glu−His−Trp−Ser−Tyr−D
−Ala−Leu−Arg−Pro−Gly−NH,、
(ピロ)Glu−His−Trp−9er−Tyr−D
−Leu−Leu−Arg−Pro−Gly−NHz、
(ピo)Glu−His−Trp−Ser−Tyr−D
−Phe−L、eu−Arg−Pro−Gly−NHt
、(ピロ)Glu−His−Trp−9er−Tyr−
D−Trp−Leu−Arg−Pro−Gly−NH2
、N−Ac−D−Nak(2)−D −p−C1−Ph
e −Trp−3er−Tyr−D−Deh−Leu−
Arg−Pr。 −D Ala NHt、 N Ac D Na1(2) D f)
CI Phe−Trp−Ser−Tyr−D−P−D
eh−Leu−Arg −Pro−D−Ala−NH,
、 N−Ac−D−Nal(2)−D −p−F−Phe−
Trp−Ser−Tyr−D−Deh−Leu−Arg
−Pro −D−Ala−NH,、 N−Ac−D−Nal(2)−D −P−CI−Phe
−Trp−Ser−Tyr−D−Deh−Leu−A
rg−Pr。 −アザ〜Gly NHt。 特に好ましいのは、(ビo )C; lu −His
−T rp −Ser−Tyr −3−(2−ナフチル
)−D−アラニル−Leu−Arg−Pro−Gly−
NHzおよび(ピロ)Glu−His−Trp−3er
−Tyr−3−(2−ナフチル)−D−アラニル−L
eu −A rg−P ro−アザ−G l y N
Htおよびそれらの医薬的に許容し得る塩類(例、そ
れぞれナファレリン酢酸塩およびアザーGly10ナフ
ァレリン酢酸塩)である。 池の好ましい化合物には、トリプトレリン、ロイプロリ
ド、ゾラデックス、ブセレリン、ルトレリン、ヒストレ
リンおよび(ピロ)G Iu −His −Trp−9
er−Tyr−D−Trp−Leu−Arg−Pro
−N HE tがある。 本明細書において興味の対象であるホルモン活性ポリペ
プチドの第2群は哺乳動物成長ホルモンである。成長ホ
ルモンは、一般に適当に投与された場合に哺乳動物の成
長を刺激する物質であると考えられ得る。本明細書にお
いて興味の対象である化合物は、前下垂体により分泌さ
れるポリペプチド類であり、蛋白質、炭水化物および脂
質の代謝に影響を及ぼし、骨格および内臓の成長速度を
支配するものである。一般的に、成長ホルモンは220
00ないし24000ダルトンの分子量を有する種に特
異的なポリペプチドである。幾つかの種、例えばひとお
よび牛の場合、成長ホルモンはまた幾つかの泌乳ホルモ
ン活性を有する。。 単離および結晶化されたひと成長ホルモン(hG[1’
)は、191個のアミノ酸残基を含み22128ダルト
ンの分子mを有する均質蛋白質としての特徴を有する。 それは、ひとから単独または未確認蛋白質として本来の
ポリペプチドと別のポリペプチドとの組み合わせである
と推測される非常に大きい分子と共に単離され得る。本
来の分子の少なくとも4個のイソホルモンが存在する。 報告されたhat−tのアミノ酸成分および配列は、最
初の配列決定が行なわれてから幾つかの修正をうけてい
る。現在hC;I−1は下記の数および配列のアミノ酸
を含むものとして記載されている。 ひと成長ホルモン 181 Q CR5VεGSCGF 組成 7 八LA A 14 GLN Q
26 LELI L 18
SERS11 ARG R13GLU E
9 LYS K 10 THFI T9 ASN
N 8 GLY G 3 MET M
I TRP Wll ASP Cr
3 )IIs HI3 PHE F 8 TYR
Ya Cys C8工LE I 8 PROP
7 VAL V分子ff1=’22123、残基
の数=191この分子には2つのジスルフィド架橋が存
在し、一方は残基67および165を結合し、他方は残
基182および189を結合する。上記のアミノ酸配列
はまた「アトラス・才ブ・プロティン・ンークエンス・
アンド・ストラフチャーj(Atlas orSequ
ence and 5tructure)Cデイホフ編
、5巻(補遺3)、5−50(ナショナル・バイオメデ
ィカル・リサーチ・ファウンデーション、ワノントン・
ディーシー、1973年)]に記載されている。 その後のマーシャル等による出版物[「サイエンスJ(
Sc 1ence)、205,602−607(197
9年)]は、hGHに相補的なりNAヌクレオチド配列
を記載している。このDNA配列は、29.47.49
.74.91.107.109および122位にそれぞ
れグルタミン、アスパラギン、グルタミン、グルタミン
酸、グルタミン、アスパラギン酸、アスパラギンおよび
グルタミンが存在することを予言するものであり、減成
蛋白質配列は、これらの位置にグルタミン酸、アスパラ
ギン酸、グルタミン酸、グルタミン、グルタミン酸、ア
スパラギン、アスパラギン酸およびグルタミン酸が存在
することを示す。 最近まで入手可能なhGl−1は、ひとの死体の下垂体
から抽出され得るものに限られていた。しかしながら、
最近では組換えDNA技術を用いることにより、比較的
豊富な量で細菌から活性hat−tを生物学的に製造す
ることが可能となった。(例えば、マーシャル等、前出
参照。) うし成長ホルモン(bGH)は、hGHと同じ191個
の残基を有するが、アミノ酸残基配列および特定の残基
の数が幾つかの点で相違している。「アトラス・才プ・
プロティン・シーフェンス・アンド・ストラフチャー」
(前出)に記載されているように、bGHは下記配列の
アミノ酸残基で構成される。 うし成長ホルモン +81 CRRF Gε^5CAR 組成 15 ALA A 11 GLN Q 27
LELI L 13 SERS13 ARG
R13GLU E 11 LYS K 12
THR丁6 ASN N 10 GLY G
4 )4εT M I TRP I!110
ASP D 3 H工S H13PHEF
6TYRYACYSC7エLE X 6 P
ROP 6 V/L V分子ff1=21816
、残基の数=’191ミラー等が報告しているように[
「ジャーナル・オン・バイオロジカル・ケミストリーJ
(J 、[3io1゜Chew、) 255巻(16)
7521−7524(1980年)]、bG)[麿rt
NAに相補的なI)Nへの分子クローニングはこの配列
を立証するが、ただしアスパラギン酸およびグルタミン
酸がそれらの各アミドにより置き換えられている47お
よび66位は例外である。 bGHの主たる入手源は屠殺された牛の下垂体である。 そのような物質の入手方法は当技術分野において公知で
ある(例えば、ミラー等、前出参照)。 さらに、この発明は羊および馬の成長ホルモンを包含す
る。これらの両ホルモンのアミノ酸残基配列は「アトラ
ス・オン・プロティン・シーフェンス・アンド・ストラ
フチャー」(前出)に報告されており、次の通りである
。 羊成長ホルモン 1111 CRRF G E A S CA F組成 115 ALA A 11 GLN Q 27
LEU L 13 SERS13 ARG R1
3GLU E 11 LYS K 12 TH
RT5 ASN N 9 Gly G 4
MET M I TRP Wll ASP D
3 HX5 H13P)IE F 6 TY
RY4 CYS C7ILE I 6 PROP
7 VAL V分子fi=21859、残基数=
191馬成長ホルモン 1510 D A L L K N Y G L L
S CF K K Q L HK AεTYLRVMに
C1511RRF V E 55 CA F組成 17 ALA A 12 GLN Q 26
LEu L 15 SERS14 ARG R13
GLuε 10 LYS K 8 THRT5
ASN N +3 GLY 0 4 NE
T +4 1 TRP Wll ASP O3H工
s H12PHE F 7 TYRY4CYSC
6エLl: X 7 PROP 7 VA
L V分子fl!=21757、残基数=190現在こ
れら2種の成長ホルモンはそれぞれの動物の下垂体から
入手可能であり、例えばミラー等(前出)により記載さ
れたように当技術分野で公知の方法により得られる。 さらに本明細書において、胸腺活性を示す10〜13個
のアミノ酸から成る短鎖ペプチドも興味の対象である。 若干の物質は、動物に投与された場合動物体の免疫系の
病気に対する闘争力を高めることが知られている。これ
らの物質には、マイクバクテリアの粗抽出物、それらに
由来するグリコペプチドおよび修飾されたグリコペプチ
ド並びに胸腺により分泌されるホルモンの1種である「
チモシン」がある。最近、血液フラクション、特にひと
血清プレアルブミンもまたそのような活性を有すること
が示された(米国特許第4046887号)。 現在ひと血清プレアルブミンの構造は明らかに確立され
ている。それはサブユニットの4量体であり、各々同じ
既知の配列に127個のアミノ酸を含む[カンダ等、[
ジャーナル・才ブ・バイオロジカル・ケミストリーJ(
J 、Biol、Chem、) 249巻、6796−
6805(1974年)]。3次元配置でさえ既に決定
された[ブレーク等、「ジャーナル・オン・バイオロジ
カル・ケミストリーJ(J、Bi。 1、Chem、) 121巻(3)339(1978年
)]。 ひと血清プレアルブミンサブユニットのN末端配列を示
すデカ−、ウンデカ−、ドデカ−およびトリデカペプチ
ドは、捕乳動物における免疫能を非常に強力に高めるこ
とが判った。さらに、これらのペプチドのアミノ酸配列
の1個またはそれ以上の位置において普通に存在してい
るものを別のアミノ−アシル残基と置換することにより
修飾すると、類似しているがまたはさらに高い活性を膏
するI連のペプチドが得られる。 これらのペプチドは、免疫能が重要な因子であると信じ
られている症状、例えば、自己免疫疾患(例、エリテマ
トーデス、潰瘍性大腸炎、自己免疫溶血性貧血、甲状腺
亢進症、慢性関節リウマチ、肝硬変)、胸腺の形成不全
症および形成異常症、感染(例、細菌、ウィルスおよび
真菌類による)疾患の免疫増強、ホジキン病、低ガンマ
グロブリン血症候群、異常細胞増殖症状、胸腺ホルモン
産生の一時的低下による免疫能の減少、化学物質または
放射線により誘発された免疫抑制状態などについてひと
を処置するため臨床で使用され得る。 この発明において興味の対象である胸腺活性を有するペ
プチドは下式により表され得、それらの医薬的に許容し
得る塩類も含まれる。 A−B−C−A’−C’−A”−D−3er−Lys−
X−Y〔式中、 ASA’およびA”は各々独立してGlySD−Ala
SD −L euまたはD −T rp(ただし、Aは
所望によりN−アルキル化またはN−アンル化されてい
てもよい)であり、 Bは、Pro、Δ3−Pro、ThzまたはジMeTh
zであり、 CおよびC゛は、各々独立してThr、 SerSVa
lまたはアロThrであり、 Dは、G lu、 G In、 AspまたはAsnで
あり、Rは、水素、リシル残基のε−アミノ基の水素の
1個と置換された低級アルキルまたは低級アシルであり
、 Xは、Cys、Ala、ABUまたはCys(Me)で
あり、 Yは、ヒドロキン、Pro、P ro −L euおよ
びPro−Leu−Met、−NHz、P ro N
Ht、Pro−L6uNH2およびP ro −L e
u −MetN H2から成る群から選ばれる〕 具体的には、これらのペプチドは、 式A−B −C−A’ −C’ −A”−D −3er
−Lys−Xで示されるデカペプチド、 式A−B−C−A−C’−A”−D−3er−Lys−
X −Pr。 で示されるウンデカペプチド、 式A−B−C−A’ −C’ −A”−D −3er−
Lys−X−Pro−Leu□ で示されるドデカペプチドおよび、 式A−B−C−A’ −C’ −A”−D−3er−L
ys−X−Pro−Leu−Metで示されるウンデカ
ペプチドであり得る(式中、9、A・、A”、B、 C
,C’、D、RおよびXは前記の意味)。 これらの合成ペプチドはすべて胸腺活性を示す。 それらは米国特許第4320118号に完全に記載およ
び列挙されている。そこには名称、合成法、試験手順、
含まれる様々な合成ペプチドの全体的および具体的開示
、これらのペプチドの医薬的に許容し得る塩類の詳説お
よびこれらのペプチドの範囲の充分かつ完全な理解に必
要な他の様々な情報が完全に記載されている。 この発明のチモシン様デカペプチド、ウンデカペプチド
、ドデカペプチドおよびトリデカペプチドの一連の好ま
しい具体例は、A、 A’およびA”が各々独立してG
1ySD −L euSD −T rpまたはD −
A Ia(ただし、Aは所望によりα−アミノ基がアル
キル化またはアシル化されていてもよい)、BがPro
、CおよびC゛がThr、 Rが水素、DがG 1uS
G In、 AspまたはAsn、およびXがAla。 CysまたはCys(Me)であるものである。 これらの中で特に好ましい具体例は、A、 A″および
A”が各々独立してGlyまたはD −A la(ただ
し、Aは所望によりα−アミノ基かアルキル化またはア
シル化されていてもよい)、DがGluまたはGin、
およびXがAlaまたはCysであるものである。別の
好ましい一連の具体例は、Yが−OH,NHt、Pro
またはP roN )(、であるものである。 前述したように、またこれらの化合物を記載するにあた
り便宜上、生化学命名法に関するIUPAC−IUB委
員会により推奨され[[バイオケミストリーJ(Bio
chemistry)、11巻1726(1972年)
コ、ペプチド技術分野で一般に認められた様々なアミノ
酸の慣用省略形を用いるが、これらはL−アミノ酸を表
す。この明細書中に挙げられたペプチド配列はすべて一
般に認められた慣例に従い記載されているため、N−末
端アミノ酸は左およびC−末端アミノ酸は右に位置する
。 この発明の高分子組成物は、所望の効果に従い様々な量
で遅延/持続形放出組成物中に存在する。 合成LH−RHペプチドにより生殖不能症の処置を行う
場合、薬剤は低レベルでなければならないが、生殖能力
およびそれに関連した作用を低下させる場合は、天然L
H−R)(の活性に対応する高い用量を必要とする。L
H−RHアゴニストにより生殖制御する場合、対象が約
0.01〜1゜Oμ9/に9(体重)7日、好ましくは
o、1〜5.0μg/&f(体重)7日の割合で投与さ
れるような速度で薬剤を放出させるのが望ましい。 正常な成長をもたらすのに必要なひと成長ホルモンの量
は、この時点で正確には定義されていない。hGHを体
重に基づいて1日当たり約0.1〜10.0単位(慣例
により定義−特定のホルモン製剤に関する生物活性に基
づく−例えば、−例では蛋白質IRg当たり約1.4単
位が存在する)の量で投与すると、hGHの不足した子
供の成長を直線状で増加させる。ルドマン等による最近
の研究は[「ジャーナル・オン・クリニカル・エンドク
リン・メタボリズムJ(J 、 Cl1n、 、End
ocrine Metabolisn+)49巻92〜
99(1979年)]、hGHの不足が判っており、身
長が短く同年令群の平均よりも成長速度が遅い子供に1
日当たり0,3〜3.0単位のhGHを投与すると成長
が直線状で増加し始めることを立証している。 牛、羊または馬成長ホルモンは、5〜100319/日
の範囲の1日用量で投与され得る。用量は成長ホルモン
の活性、動物の種類および大きさにより変化し得る。 胸腺ペプチドは、約10 ng/ kg/日〜約20m
g/kg/日、好ましくは約100 ng/ kg/日
〜約5rz9/ kg/日の範囲で投与され得る。平均
的成人対象(70に9)の場合に換算すると、これは7
00ng/日〜1.49/日、好ましくは7肩9/日〜
350119/日となる。 この発明の組成物は、0.O1〜40’、ON重量%範
囲で変化し得る量の高分子活性薬剤を含有するように製
剤される。好ましくは薬剤はo、1〜20.0重量%の
量で存在する。 特定の製剤に含有される高分子活性薬剤の量は、望まし
い1日用量および用量レベルを維持すべき日数により異
なる。この量は経験的に算出され得るが、実際の放出用
量は担体および膜材料との相互反応結果の関数でもある
。したがって、前述の薬剤の重量%は、特定の担体およ
び膜と組み合わされたときに所望の放出プロフィールを
もたらす量を表す。 (B)担体 この発明を実施する場合に有用な担体は、高分子組成物
がそれらに少なくとも部分的に可溶性であるべき点に特
徴を有する。使用され得る一般的範囲は、約0.1−1
.09の薬剤〜約0.5−3゜0112の担体である。 薬剤放出素材の場合、担体は医薬的または獣医学的に許
容し得る物質でなければならない。これらの物質には、
溶媒、水性系および固体基質またはマトリックスがある
。一般に、担体は速度制限膜よりも高分子組成物に対し
て透過性が高くなくてはならない。 担体として有用な溶媒の例には、油、例えばシリコーン
油(特に医薬品用)、コーン油、ひまし油、落花生油お
よびごま油、ひまし油1モルに対し約30〜35モルの
エチレンオキシドを用いたひまし油およびエチレンオキ
シドの縮合生成物、低分子量脂肪酸の液体グリセリルト
リエステル、低級アルカノール、グリコール、ポリアル
キレングリコールがある。 水性系には、例えば滅菌水、食塩水、デキストロース、
水または食塩水中デキストロース、涙液および燐酸緩衝
液があり、所望により懸濁剤、例えばカルボキシメチル
セルロースナトリウム、アルギン酸ナトリウム、アルギ
ン酸ゲル、ポリ(ビニル)ピロリドンなどを単独または
適当な調合剤、例えばレシチン、ポリオキシエチレンス
テアレートなどと共に用いてもよい。これらの水性系に
電解質が存在すると、高分子組成物の水性系における溶
解度が低下しやすくなり得る。 固体基質またはマトリックスには、例えば澱粉、ゼラチ
ン、糖類(例、グルコース)、天然ゴム(例、アラビア
ゴム、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロ
ース)、非ポリマー化[ココモノマー、[ココポリマー
(例、シリコーンゴムまたは後記ハイドロゲル膜[ココ
ポリマーの高透過性変形物、ただし、担体は放出環境に
おいて膜に破損をきたすほどには膨張しないものとする
)がある。 また担体は、保存剤、安定剤、湿潤剤および乳化剤など
のようなアジュバントを含有し得る。 (C)速度制限膜 この発明を実施する上で有効に使用され得るハイドロゲ
ル速度制限[ココポリマーの数およびタイプは、材料が
生物学的適合性および非生物分解性であるという必要条
件を満たしていればよい。すなわち、ポリマーは宿主に
対して非毒性でなければならず、また体内で分解されな
いような組成を有するべきである。 速度制限膜の製造に有用な[ココモノマーには、親木性
モノマー(50−100モル%)、疎水性モノマー(0
−50モル%)および架橋剤(0−10モル%)がある
。速度制限膜の製造上好ましい範 。 囲は、親水性モノマー(75−100モル%)、疎水性
モノマー(0−25モル%)および架橋剤(0−5モル
%)である。現在速度制限膜に関する最も好ましい処方
は、親水性モノマー(100モル%)および架橋剤(0
,32モル%)である。架橋剤のモル%は、[ココモノ
マーの全モル数を100%として算出されることもある
。すなわち、混合物は架橋剤(および/または例えばポ
リマー化開始剤)が加えられた後100モル%以上を含
有し得本質的に、分子量、極性特性および親水度を考慮
してこれらの成分の選択および割合を変えることにより
、調合すべき高分子組成物に合わせて膜を調整すること
ができる。すなわち、キセロゲル、部分的に水和したハ
イドロゲルおよび完全に水和したハイドロゲル中の間隙
空間の適当な大きさは(高分子組成物の拡散性に応じて
)予め決定され得る。例えば、非架橋親水性ホモポリマ
ーは最大の孔サイズおよび最大の膨張力を有するものと
予測されるが、最終的には溶解しやすくなり得る。架橋
剤を加えると、ハイドロゲルは幾分硬くなりハイドロゲ
ルの膨張力は制限されるため、間隙空間の膨張は制限さ
れる。疎水性コモノマーを加えるとこの制限は更に強め
られる。 親木性モノマーには、例えばアクリル酸および/または
メタクリル酸およびそれらの水溶性誘導体、例えばヒド
ロキシアルキルエステルおよびアミド〔ただし、アルキ
ルは1〜4個の炭素原子を有する(例、N−ヒドロキシ
メチル(メタ)アクリレート、N−ヒドロキシメチル(
メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)
アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリル
アミド、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート
、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、3
−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒド
ロキシプロピル(メタ)アクリルアミドおよび2゜3−
ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミドなど)〕
、グリセリン(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ
)アクリレート、複素環窒素含有モノマーのモノオレフ
ィン系誘導体(LN−ビニルビロール、N−ビニルスク
シンイミド、1−ビニル−2−ピロリドン)および他の
常用の生物学的適合性のある親木性モノマーがある。 最も好ましい親水性モノマーは、2−ヒドロキシエチル
メタクリレート(HEM A )およびグリセリンメタ
クリレート(GMA)である。 疎水性モノマーには、例えば1〜2個の炭素原子を有す
る1価の直鎖または分枝状アルコールのアクリル酸およ
びメタクリル酸エステルおよびアミド〔ただし、前記ア
ルコールは、脂肪族、脂環式または芳香族(例えば、メ
チル−、エチル−、プロピル−1i−プロピル−1i−
1i−およびt−ブチル−、ヘキシル−、ペンチル−1
2−エチルヘキシル、シクロヘキシル、ステアリル−、
フェニル−、ベンジル−、メトキシエチル−、グリシジ
ル−アクリレートまたはメタクリレート、並びに対応す
るアミド類)であり得る〕並びに同フマレート、マレエ
ートおよびイタコネートジエステル、ビニルエステル(
例、酢酸ビニル、ビニルプロピオネートおよびビニルベ
ンゾエート)およびビニルエーテル(例、メチル−、エ
チル−、プロピル−、ブチル−およびメトキシエチル−
ビニルエーテル)がある。これらの中で最も好ましい疎
水性モノマーは、メチルメタクリレート(MMA)であ
る。 架橋剤(または架橋モノマーもしくは剤)には、例えば
ジオールおよびポリオールの不溶性ジまたはポリアクリ
レートおよびメタクリレート[例、エチレングリコール
ジメタクリレー)(EGDMA)およびテトラエチレン
グリコールジメタクリレート(TEGDMA)コがある
。 (D)水和液 この発明の実施に有用な水和液は、一般的に高分子が放
出される環境を刺激する液体である。例えば、滅菌水、
涙液、食塩水溶液、燐酸緩衝液などを使用することがで
きる。水辺外の液体は水和液として有用であり、膜の水
和度をその膜の「含水量」とする。まず放出環境に置く
前に膜を一般的に約5重量%〜約30重量%未満の含水
量となるように水和しておくと、次に放出環境中で約3
0重量%〜約80重量%の平衡含水量に水和され得る。 好ましくは、平衡含水量は約35%−45%、最も好ま
しくは39%である。 この発明の組成物は、これまでより長い期間にわたって
高分子化合物の持続的放出を呈する。この期間は、例え
ば1週間〜3年間の範囲であり得るが、所望の投与方法
により異なる。好ましくは放出期間は約1週間〜24箇
月である。 この発明の好ましい実施態様は、素材が0.2xQのシ
リコーン油担体に懸濁した2 019の前記黄体形成ホ
ルモン放出ホルモン類似体を含有する眼科用挿入物を内
包し、前記の膜が0.5%EGDMA−架橋HE M
Aホモポリマーで初期含水量が29%またはそれ未満で
あるか、またはレザーバー素材が0 、3 mQのシリ
コーン油担体に懸濁した30.0gの前記黄体形成ホル
モン放出ホルモン類似体を含有し、前記の膜が0.5%
EC;DMA−架橋HEMAホモポリマーで29%また
はそれ未満の含水量を有するものである。 〔実施例〕 当技術分野に精通していれば、以下の実施例によりこの
発明をさらに明確に理解し実践することができるであろ
う。それらの実施例は、この発明の範囲を限定するもの
ではなく、単に発明の例および代表的なものであると考
えるべきである。 この発明の素材は、様々な(フィルム形聾の)ハイドロ
ゲル速度制限膜を製造し、異なる水和条件下、様々な担
体系に@濁した高分子組成物に対するそれらのフィルム
の透過性を試験することにより評価された。 実施例I HEMA/MMAキャストコポリマー この実施例では、キャスティング方法による速度制限膜
[ココポリマー材料の製造について詳説する。 トルエン(150ff12)中敷モルパーセントのモノ
マー(全fi10gに対する)を混合することにより、
HEMA/MMA[ココモノマーを第1表に示すモル比
で混合した。窒素を吹き込むことにより各反応混合物に
おいて酸素をパージした。0.0249(0,146ミ
リモル)のアゾビスイソブチロニトリルを加えることに
よりポリマー化を開始し、65°で24時間ウェル密閉
加圧容器中で続行した。 沈澱した各[ココポリマーを濾過により分離し、そのま
ま室温で48時間乾燥した。[ココポリマーのCHt
C(l x :メタノール(1:4)溶液(10だQ)
の20%(W/V)溶液から[ココポリマーを水(50
0ff12)中で沈澱させることにより精製し、次いで
50°Cで真空乾燥した。50%より多い出発MMAに
より製造された[ココポリマーのポリマー化収率は50
%以下であった。それらについてそれ以上は続行しなか
った。 20%CH7CQtのメタノール溶液(溶媒5.OJI
σ中1 、09)に[ココポリマーを溶解し、この溶液
をテフロンホイルで被覆した透明なガラス板上に注ぐこ
とによりフィルムを製作した。フィルムを(別のテフロ
ン被覆ガラス板により、シリコーンゴムガスケットによ
り最初の板と所望の距離をおくように支えて)被覆し、
周囲条件下24時間乾燥した。乾燥フィルムは板から容
易に離れた。それらを室温で蒸留水に浸すことにより水
和した。乾燥重量および完全飽和重量と比較することに
より測定したフィルムの平衡含水量を第1表に示す。機
械的マイクロメーターを用いて測定すると、膜厚は約0
.08%次であった。 第1表 0、〇= 25.0 42.1±2.025.0
39.2±0.940.0
34.5±1.650.0
30.1±2.0実施例■ HEMA/MMAレドックスコポリマーこの実施例では
、レドックスポリマー化触媒Naes20./KtSt
Oaおよび促進剤F e(N H4)2(SO,)2−
6820を用いる、インシトウ(in 5itu)レド
ックス方法による速度制限膜[ココポリマー材料の製造
について詳説する。 ガラス容器中適当なモル重量パーセントの[ココモノマ
ーを0.25i&のHt S t O−水溶液および0
12MQの促進剤と混合することにより、HE M A
/MMA[ココモノマーを第■表に示すモル比で混合し
た。窒素を混合物中に10分間吹き込み、そこから酸素
をパーツした。次いで、残りの触媒、0.25mQのN
at S 20 iを加え、混合物を激しく振った。 混合物を室温で直ちに密閉テフロン被覆ガラス板間(選
ばれた距離をおいている)に注いだ。 数分後混合物は固化した。反応を24時時間待させた。 柔軟な均一フィルムは被覆された板から容易に剥がれた
。乾燥重虫および完全飽和重量と比較することにより測
定したフィルムの平衡含水量を第■表に示す。 第■表 0.0 39.1±1.12.5*
35.5±1.35.0 38.
7±1.27.5* 33.2±0.91
0.0 34.0±1.610.0*30
.4±1.1 15.032.4±1.1 20.0 32.B±1.230.0
24.6±0.6*別々のバッチの一部とし
て製造。 20%以下のMMAを含有するフィルムは、強く均質で
均一な厚さを有していた。それらは安定性および可撓性
があり、後の拡散実験中ら膨張しなかった。30%のM
MAを含むフィルムは均質でないため、それ以上使用し
なかった。フィルムはすべてメタノールに不溶性である
が、その溶媒中では非常に大きく膨張した。このワンス
テップ方法により得られたフィルムは強くて均一である
ため好ましい。 実施例■ 架橋HEMAレドックスホモポリマー この実施例では、実施例■のインシトゥーレドックス方
法による速度制限膜架橋HEMAホモポリマー材料の製
造について詳説する。 EGDMA架橋剤およびHEMAモノマーを第■表に示
すモル比で混合した。 第■表 架橋剤投入組成 レドックスポリマー物モル%E
GDMA 平衡含水量(%)0.8
39.1 0.0* 40.2±1.00.5*
35.5±1.0′1.0
33.72、O*
32.1 + 1.63.0
30.44.0 24.95.
0 22.8*別々のバッチの一
部として製造。 生成したフィルムは非常に強く均質で安定していた。架
橋フィルムは拡散実験での使用において好ましくさらに
実用的であった。架橋HEMAホモポリマーもまた速度
制限膜材料として好ましい。 実施例■ 拡散実験 実施例■、■および■の記載に従いフィルムを製造した
。それらを高分子組成物(ナファレリン酢酸塩)の拡散
について試験した。 2区画の垂直ガラスセル中で実験を行った。上方の区画
の容量は3xQであり、これをドナー溶液を入れるのに
用いた。下方の区画の容量は8.53IQであり、これ
をレセプター溶液を入れるのに用いた。またそれは撹拌
棒およびアリコートを回収するためのサイドアームも備
えたものであった。 各々の膜を2つの柔らかいシリコーンゴムガスケット間
に設置しく損傷を避けるため)、そのセルの2つの区画
間に固定した。 各実験において、上方および下方のチャンバーを2.0
および8 、5 rtt12のpH7,40の等張燐酸
緩衝液(蒸留水に3.409(7)Kl−(、PO,お
よび14゜449のN a t HP Oaを溶かし、
容量を1000m9とすることにより製造)で満たした
。各々のセルを絶えず撹拌しながら37℃で水浴に浸し
、48時間平衡を保った。次に上方区画の溶液をナファ
レリン酢酸塩とpH7,4の緩衝液から成るドナー溶液
(21Oμ9/村)と置き換えた。 試料作製として、LmQアリコートをサイドアームによ
りフラスコから採取し、CH3CN:0.173モルK
HzPO−(46:64)により2 、 OxQに一希
釈した。HPLC(225nmで)によりアリコート中
のナファレリン酢酸塩について分析した。新しい緩衝液
を加えることによりアリコート容量を下方のチャンバー
へ移した。 拡散実験で得られたデータから膜を通るナファレリン酢
酸塩の流量、それらの透過係数および放出遅延時間を計
算した。 各々の試験膜に関する累積輸送量対時間をグラフに示し
た。HEMA/MMAキャストコポリマーによる累積輸
送量を第1図に示す。HEMA/MMAレドックスコポ
リマーによる累積輸送量を第2図に示す。架橋HEMA
ホモポリマーによる累積輸送量を第3図に示す。第4図
は、ナファレリン酢酸塩の透過度対平衡含水量のグラフ
であり、そこから%Hdを決定した(この系の場合的2
9%)。 第4図で示すように、含水1は透過性の決定因子である
。ナファレリン酢酸塩の場合、約30%以下の含水量レ
ベルで検出された透過度は非常に低かったが、それ以上
になると劇的な増加を示した。上記で指摘したように、
放出開始時の特定パーセントは、高分子組成物の特性お
よびまた[ココポリマー組成物により大きく異なる。 第■表は、これらの結果を総括したものである。 単位面積当たりの流量を曲線の直線部分の勾配(dQ/
Adt)から決定し、透過係数rPJを計算した([d
Q/Adtコ(1)/ca)。 第1V表 膜の成分 水和 流ffi P
放出遅延時間% (μg/am’/時)
(+l/時) (時)Lo、2% MMA 3
9.5 t 1.2 1.4964 7.413
114.6% MMA 33.7 * L、S
O,2778’lJ9 220.6% MM
A 2a、a * 1.1 0.14g1 0.
73 A33.6% MMA 26.6 t
O,80,01070,054536,4駕MMA
IL7±0.5 0 0 >1
00レドツクスコポリマー 20.0% MMA 29.2 t O,60,0
140Q、Q7 42第■表において、キャスト
コポリマーの%MMA成分を、ポリマー化したコポリマ
ーにおけるモルパーセントMMAの単位で表現する(N
MRにより測定)。ポリマー化中のMMAの顕著な喪失
が疑われるため、これを測定した。レドックス[ココポ
リマーの成分を[ココモノマー材料におけるモルパーセ
ントとして表現する。 データは、この発明に従い製造された膜が高分子組成物
の遅延/持続形放出を可能にすることを示す。このよう
に、拡散が起こるまでの時間の遅延は、ポリマー材料の
構造的剛性の増加に比例して増加する。すなわち、疎水
性モノマーの濃度および/または架橋程度が増加すると
、材料のパーセント水和と逆比例する。 実施例■ ナラアレリン酢酸塩用円筒形素材の設計第■表に示され
たデータを用いて、高分子医薬組成物ナファレリン酢酸
塩放出用の12箇月レザーバータイプの素材を次のよう
に設計し、実施例I〜■に従い製造された速度制限膜を
用いる。 ナファレリン酢酸塩を16μ9/日の割合で放出するた
めには、少なくとも5860μ9をレザーバーに入れな
ければならない。素材の好ましい寸法は、大体高さ2
、5 axおよび直径0 、5 cllである。このサ
イズの素材なら必要とされる5860μ9のシリコーン
油に懸濁したナファレリン酢酸塩を入れることができる
。また、大体この寸法の素材がポリマー化に適している
ことが判った。 このデータは円筒形素材からの定常放出に関する公式に
適用される。 [dQ/dt]−[2rr hD KdCd]/ [I
n(ro/ri)](次のデータを使用) dQ/dt= 0 、666μ97時 Cd= 1.40xg/1Q P=DKd(第■表から得た結果) ro=o、27cI11 r、=(第V表に記載) 第V表 、 □ 模試料 P ri
膜厚(c@) (cm) lO02%MMA 7.48 0.030
7 0.239214.5χMMA 1.39
0.11303 0.089720.6%MM
A O,730,21840,0516レドツ
クスコボリマー 2.5蔦MMA 5.10 0.061
45 0.20B65、OXMMA 2.33
0.1372 0.13287、.5%MM
A 1.63 0.1682 0.1
018架橋レドツクスコポリマー 0・0% EGDMA 7.51 0.0
306 0.239aO・5%EGC)HA
5.58 0.0534 0.21661、o
$ EGDMA 3.50 0.0977
0.17232・0% EGDMA 2.8
7 0.1173 0.1527実施例■ アザーQl、10ナファレリン酢酸塩用円筒形素材の設
計 実施例Vにおけるナファレリン酢酸塩の代わりに等量の
高分子獣医学組成物アザ−Ql、10ナフアレリン酢酸
塩を用いることにより、実施例■〜■に従い製造された
速度制限膜用の12箇月獣医学放出素材を設計すること
ができる。 実施例■ モノリシック(一体的)眼科用挿入素材の製造この実施
例では、7日間にわたり少なくとも1μ9/時の速度で
ナファレリン酢酸塩の遅延/持続形放出を行うモノリシ
ック素材の製造について詳説する。素材の大きさは、特
に眼科用挿入物としての使用、眼/鼻経路による高分子
薬剤組成物の放出に適合したものであった。素材の組成
は次の通りである。 ナファレリン酢酸塩 不定 HEMA O,328xQEGD
MA O,017xQ1%K *
S t Os水溶液 0.052.v20.07
5%F e(N Ha)*(S O4)を水溶液0.0
17i12 2%NatStOs水溶液 0.052RCF
e(NH4)t(S O4)*およびK * S t
O−の水溶液を調製し、混合し、HE M AおよびE
GDMAを加えた。混合物を窒素により10分間パージ
した。 次いでNatStOs水溶液を加えた。生成した溶液0
、4 zQを、ナファレリン酢酸塩を含有するバイア
ルに急速に加えた。化合物が溶解すると、モノリシック
挿入物を形成するため、0 、5 txzのガスケット
により距離をあけたテフロン被覆ガラス板間に溶液を注
入し、窒素雰囲気下24時間室温で硬化させた。得られ
た透明で均一なフィルムを裁断して、インビトロおよび
インビボ試験の両方に適した長円形モノリシック素材を
作成した。素材を1.25ミリラドのガンマ放射線によ
り殺菌した。素材の明細は次の通りであった。 素材#l 素材#2 重量 0.029 0.029厚さ
0.44ii+ 0.44mm長さ
1.4+u 1.Jxx幅
0.’4cm 0.4cm面積
(単一サイド) 0.4cが 0 、4 cm’ナ
ファレリン酢酸塩1.3所 2 、0 xg素材を3
νC,pH7,4の等張燐酸緩衝液中でインキュベート
した。燐酸緩衝液レセプター媒質のアッセイを行うこと
により、ナファレリン酢酸塩の存在を測定した。それら
のアッセイの結果を第■表に示す。 第■表 瞭且 素材#1 素材#22.3 26
.7μ9 51.3μ95.0 17.0
26.822.0 7.0
13.627.0 6.1 9
.643.0 4.1 7.25
1.0 3.’5 5.91 1
5.0 2.2 3.5+40
.0 1.6 3.1189.
0 1.0 1.7これらの素
材は、7日間にわたり1μ9/時の速度で高分子薬剤を
連続放出した。これらの素材は非ゼロオーダー放出用に
設計されたものであった。 ゼロオーダー放出は、上記のように薬剤飽和固体担体と
してこれらの素材を処理し、速度制限膜でそれらを囲む
ことにより達成され得る。 実施例■ レザーバー素材の製造 1年間にわたり高分子組成物、例えばナファレリン酢酸
塩を持続放出する円筒形レザーバータイプの素材を次の
ようにして作成する。 実施例■に従い、下記成分を合わせることにより架橋H
E M Aポリマーを製造する。 3、l蛙 HEMA 0.6夏Q 1%K t S 20 s (水溶液)1
5μり EGDMA 10 μ& 0.0075%Fe(NHJt(SO2
)、(水溶液)10分間混合物に窒素を吹き込み、次い
で2%Natstos水溶液0 、6 m(lを加える
。混合物を(中空コアが有るかまたは無い)円筒形の型
に移し、窒素雰囲気下室温で24時間ポリマー化させる
。ポリマー化した円筒を型から外す。コアの無い型を用
いる場合、円筒にコアをあける。円筒の厚さが素材の放
出プロフィールに対して望ましい寸法を有するようにコ
アをあけ(または型を設計し)なければならない。 高分子組成物のンリコーン油懸濁液を調製する場合、例
えば0 、3 mQのシリコーン油(ダウ・コーニング
360メデイカル・フルイド−粘度1000cP)に3
0.0mgのナファレリン酢酸塩を加え、所望により音
波処理し、充分振ることによりミルク状の均一な懸濁液
が得られろ。処理方法を実施するのに充分な量の懸濁薬
剤でレザーバーを満たす。 上記に従い、新しいHE M A / E G D M
A混合物を製造し、注意深くレザーバーの上部に加え
る(薬剤懸濁担体を乱さないこと)。上部の無い円筒を
、窒素雰囲気下室温で24時間ポリマー化することによ
り密閉する。 次いで所望の初期含水量となるように膜を水和するため
、レザーバーを水和液に浸す。 円筒形素材により高分子組成物の予測可能な遅延/持続
形放出が行なわれる。 実施例■ 別の悲劇方法 実施例■に従いそこに記載された薬剤懸濁およびレザー
バー充填工程の代わりに下記の手順を行うことにより、
円筒形レザーバー素材を製作することができる。 予定量(処理方法により異なる)の高分子組成物(例、
20〜40v1gの乾燥ナファレリン酢酸塩)をレザー
バーに加える。次いで適量(レザーバーの大きさにより
異なる)の液体担体(例、0 、3 m(lのダウ・コ
ーニング360・メディカル・フルイド)を薬剤充填レ
ザーバーに加える。 次に実施例■のレザーバー密閉処理を行う。 実施例X 別のレザーバー素材 実施例■に概略を示した方法に従って、ナファレリン酢
酸塩の代わりに下記の別の活性薬剤/担体の組み合わせ
を用いることにより、別のレザーバー素材を製作するこ
とができる。 チモシンー1月 −1,09/1 、OmQシリコーン油羊成長ホルモン
ー172年 ・・・2.09/3.0RQシリコーン油馬成長ホルモ
ン−1/2年 ・・・l O,OI?/10.0tttQシリコーン油
生成長ホルモン−1/2年 ・・・15.09/15.OxQシリコーン油ひと成長
ホルモン−1年 ・・・500単位10.6m12シリコーン油アザ−G
lytoナファレリン酢酸塩−1年・・・30.0g1
0.3xQシリコ一ン油実施例℃ レザーバー素材製造の刑法 下記成分から成るポリマー化混合物を一連の小さなガラ
スバイアル(約1.2”xO,25”)にキャストし、
それを室温で24時間硬化させることによりポリマーロ
ッドを製造した。 HEMA 6.25RQEGDM
A 40.0μQHyOO,80j
l12 2%K t S t Os水溶液 0.50m1
20.075%F e(N H4)t(S O4)2水
溶液15.0μQ 4%NatSzO6水溶tL 0.50!!(次
いでガラスバイアルを壊すと、滑らかで透明なポリマー
ロッド(長さ2 、5 cmおよび直径6 、 Ou+
)が得られた。湿度32%で約6時間、CaCQJ&縮
(すなわち飽和した)水溶液を含有するデシケータ−に
ロッドを置いた。 ロッドをデシケータ−から除き、注意深く穿孔すること
により直径4 、0 *xのレザーバーを形成し、約0
、5 Cgの穿孔工程を行い、次いで次の0゜5c1
1工程を始める前に、ロッドから穿孔器の先金を除去し
て(水に浸すかまたは冷気を当てることにより)冷却し
た。穿孔がレザーバーの厚さくすなわち、2.0xm)
よりもロッドの端に近くはならない状態で、充分な容量
のレザーバーが形成されるまで穿孔を続ける。ロッドを
部分的水和状態にすれば穿孔操作に著しく有利であるこ
とが観察された。完全に水和したロッドは柔らかすぎる
ことが判った。乾燥したロッドは堅すぎるため穿孔中に
割れ易いことが判った。 2 、0 Cgの乾燥アザ−Gly10ナファレリン酢
酸塩を各々の(含水量的12%−15%を有する)中空
状シリンダー(円筒)に加えた。約0 、2 xQのシ
リコーン油(粘度350cP)を、内部の高さが各々約
2 、0 amになるまでシリンダーの上部を濡らさな
いように注意しながら各々のシリンダーに注入した。 次いで前述のように、シリコーン油の上部に数滴のポリ
マー化混合物を浮かべることによりシリンダーを密閉し
た。膨張が起こらないように、シリンダー上部をパラフ
ィン紙で覆うことによりそれらの大きさを安定させた。 また、80μQのFe(NH,)t(so、)を促進剤
をポリマー化混合物に用いてポリマー化工程を促進した
。密閉されたシリンダーを室温で24時間ポリマー化さ
せた。 こうして形成された素材を各々セル中の等張燐酸緩衝液
(pH7,4)2.5x12中に入れ、37℃の振とう
水浴中に保った。セルから緩衝液を除去しく等量の新し
い緩衝液と入れ換え)、)(PLOで溶質の存在を測定
することにより、時間をかけて(15,22および34
日)アザーGly10ナファレリン酢酸塩の放出を測定
した。15日目には緩衝液から溶質は検出されなかった
。22日目には350cPシリコーン油により製作され
た素材は約0゜36μQの溶質の放出を示し、34日目
にはこれらの素材は約1.0μQの溶質の放出を示した
。遅延/持続形放出を明らかにする場合、使用する速度
制限膜は薄く活性薬剤の出発量は多い方が好ましいとい
う結論に達した。 実施例■ ハイドロゲルインブラントのインビボ放出アザ−Gl、
10ナフアレリン酢酸塩に関する実施例■および■に記
載された円筒形素材のデザインを用いて、ハイドロゲル
レザーバーインプラントの性能をピーグル犬において測
定した。20.30および4019の化合物を含有し下
記の比率およびパラメーターを有する架橋I(EMAレ
ドックスホモポリマーインブラントを製造した(実施例
■参照)。 ハイドロゲル組成物:HEMAホモポリマー架橋剤・0
.32モル%E G D M Aポリマー化開始方法;
レドックス反応 懸濁用担体:粘度1000cPのシリコーン油壁厚(特
に部分的水和状態時):0.66xxシリンダー内径:
4.7au シリンダー外径: 6 、 OmM シリンダーの高さく内部寸法、平均値):20即化合物
インブラントの場合:1.98cx30xg化合物イン
ブラントの場合+1.94cm40M9化合物インブラ
ントの場合:1.85λ9また、他のインブラントと同
様の組成で30R9の化合物を含有し、部分的水和状態
で下記の寸法を有するさらに外形(シリンダーの高さ)
の短い単一インブラントを製造した。 壁厚:0.661m シリンダー内径:4.7xx シリンダー外径: 6 、 O+u+ シリンダーの高さく内部寸法):1.Ocmビーグル犬
におけるこれらの皮下用インブラントの放出プロフィー
ルを第5図に示4°。様々なハイドロゲル素材は、化合
物アザ−に1yIQナファレリン酢酸塩の有効血漿濃度
を試験期間中(約1年)維持することを示す。 この発明についてその実施態様を用いながら説明したが
、この発明の真の精神および範囲から逸脱しない限り様
々な変形および均等内容との置き換えが可能であること
を当技術分IJ+Fの熟練音なら理解すべきである。そ
のような修正はすべて本明細書中の特許請求の範囲内に
含まれるしのとする。
第1図は、この発明に従い製造されたH E M A/
MMAキャストコポリマー速度制限膜を高分子組成物ナ
ファレリン酢酸塩が通過する場合の累積輸送量対時間を
示すグラフである。 第2図は、この発明に従い製造されたH E MA/M
MAレドックスコポリマー速度制限膜を高分子組成物ナ
ファレリン酢酸塩が通過する場合の累積輸送量対時間を
示すグラフである。 第3図は、この発明に従い製造された架In I−l−
1Eレドツクスホモポリマ一速度制限膜を高分子組成物
ナファレリン酢酸塩が通過する場合の累積輸送量対時間
を示すグラフである。 第4図は、ナファレリン酢酸塩の透過性対この発明に従
い製造された速度制限膜の平衡含水量の図である。 第5図は、時間の経過にしたがい変化する様々なインブ
ラントのインビボ放出プロフィールを示し、シリコーン
油中に20.30または40R9のアザーGlyto−
ナファレリン酢酸塩を含有するハイドロゲル素材を皮下
に埋伏された雄および雌のピーグル大におけるアザ−G
1ylO−ナファレリン酢酸塩の血漿濃度を示すグラ
フである。 特許出願人 ンンテックス(ニー・ニス・エイ)インコ
ーホレイテッド 代 理 人 (弁理士)青 山 葆(ばか1名)第1
図 時間(時間) 第2図 第3図 υ 40 60 80 100時間(時間
)
MMAキャストコポリマー速度制限膜を高分子組成物ナ
ファレリン酢酸塩が通過する場合の累積輸送量対時間を
示すグラフである。 第2図は、この発明に従い製造されたH E MA/M
MAレドックスコポリマー速度制限膜を高分子組成物ナ
ファレリン酢酸塩が通過する場合の累積輸送量対時間を
示すグラフである。 第3図は、この発明に従い製造された架In I−l−
1Eレドツクスホモポリマ一速度制限膜を高分子組成物
ナファレリン酢酸塩が通過する場合の累積輸送量対時間
を示すグラフである。 第4図は、ナファレリン酢酸塩の透過性対この発明に従
い製造された速度制限膜の平衡含水量の図である。 第5図は、時間の経過にしたがい変化する様々なインブ
ラントのインビボ放出プロフィールを示し、シリコーン
油中に20.30または40R9のアザーGlyto−
ナファレリン酢酸塩を含有するハイドロゲル素材を皮下
に埋伏された雄および雌のピーグル大におけるアザ−G
1ylO−ナファレリン酢酸塩の血漿濃度を示すグラ
フである。 特許出願人 ンンテックス(ニー・ニス・エイ)インコ
ーホレイテッド 代 理 人 (弁理士)青 山 葆(ばか1名)第1
図 時間(時間) 第2図 第3図 υ 40 60 80 100時間(時間
)
Claims (10)
- (1)化合物の遅延/持続形放出素材であって、 (a)約1000よりも大きい分子量を有する高分子化
合物、 (b)前記高分子化合物と混合された担体、および (c)最初に部分的に水和した、非生物分解性のハイド
ロゲル速度制限膜であって、 (i)前記担体および前記高分子化合物を取り囲むホモ
ポリマーまたはコポリマー材料を含み、 (ii)最初に部分的に水和した段階では前記高分子化
合物に対して実質的に非透過性であり、そして (iii)放出環境に置かれると水和するため、前記高
分子化合物に対して透過性になる膜 を含む素材。 - (2)高分子化合物が医薬化合物であり、担体が医薬的
に許容し得る担体である、特許請求の範囲第1項記載の
素材。 - (3)担体が、 (a)水性系、 (b)溶媒、 (c)固体基質、 (d)非ポリマー化モノマーまたはコモノマー、 (e)キセロゲル、 (f)部分的に水和したハイ、ドロゲル、および (g)完全に水和したハイドロゲル(好ましくは前記担
体がシリコーン油またはアルギン酸ゲルである) から成る群から選ばれる、特許請求の範囲第2項記載の
素材。 - (4)膜が、HEMA、GMA、HEMA/GMA、H
EMA/MMA、GMA/MMAおよびHEMA/GM
A/MMAから成る架橋または非架橋ホモポリマーまた
はコポリマーから成る群から選ばれ、好ましくは架橋H
EMAホモポリマーである、特許請求の範囲第2項記載
の素材。 - (5)高分子薬剤が、ホルモン活性ポリペプチド、哺乳
動物成長ホルモン、哺乳動物成長ホルモン放出ホルモン
およびチモシン様活性を有するポリペプチド類から成る
群から選ばれ、好ましくはホルモン活性ポリペプチド類
が黄体形成ホルモン放出ホルモン類似体またはその医薬
的に許容し得る塩を含む、特許請求の範囲第2項記載の
素材。 - (6)黄体形成ホルモン放出ホルモン類似体が、(ピロ
)Glu−His−Trp−Ser−Tyr−3−(ナ
フチル)−D−アラニル−Leu−Arg−Pro−G
ly−NH_2またはその医薬的に許容し得る塩、好ま
しくはナファレリン酢酸塩、または(ピロ)Glu−H
is−Trp−Ser−Tyr−3−(ナフチル)−D
−アラニル−Leu−Arg−アザ−Gly−NH_2
またはその医薬的に許容し得る塩、好ましくはアザ−G
ly^1^0ナファレリン酢酸塩である、特許請求の範
囲第5項記載の素材。 - (7)レザーバーである、特許請求の範囲第2項記載の
素材。 - (8)担体が速度制限膜としての役割を果たし、好まし
くは担体がコモノマーまたはHEMAおよびMMAのコ
ポリマーから成り、そして眼科用挿入物として有用であ
る、モノリシック素材である特許請求の範囲第2項記載
の素材。 - (9)遅延/持続形放出素材を放出環境下に置くことを
含み、前記素材が、 (a)担体、 (b)前記担体と混合された約1000より大きい分子
量を有する高分子化合物、および (c)最初に部分的に水和した、非生物分解性のハイド
ロゲル速度制限膜であって、 (i)前記担体および薬剤を取り囲むホモポリマーまた
はコポリマー材料から成り、そして (ii)高分子薬剤に対して実質的に非透過性であるよ
うな初期含水量を有する膜 を有するものである、高分子化合物の放出方法。 - (10)担体、前記担体と混合した約1000より大き
い分子量を有する高分子化合物、および前記担体および
前記化合物を取り囲むホモポリマーまたはコポリマー材
料から成る非生物分解性のハイドロゲル速度制限膜を有
する遅延/持続形放出素材の製造方法であって、 (a)(i)構造上操作可能であり、そして (ii)前記高分子薬剤に対して実質的に非透過性であ
る ような初期含水量となるように前記膜を部分的に水和す
るか、または (b)担体が速度制限膜としての役割を果たす場合、最
初に成型した後、前記担体および前記高分子化合物の混
合物を硬化させ、または続いて植え込みに適した所望の
形状に切断または成型することによりモノリシック素材
を形成する ことから成る方法。
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