JPS6328445A - 高分子のための担体としての生物分解性微小球 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 （Ｉ）ｌ夙公立亘 本発明は、一般的に生物分解性ポリマーからの生物学的
に活性な物質のＭｌ　ｇＮされた放出のための該ポリマ
ーの分野に関する。より詳しくは、本発明は、調節され
たサイズの球状粒子の形で生物分解性ポリマーを調製す
るための方法に関する。その方法は、生物分解性ポリマ
ー粒子が導入される生物学的に活性な物質を含むことを
可能にし、そして注入又は吸入によって目的とする投与
を可能にしながら、これらの物質の調節された放出を可
能にするように計画されている。

（２）並来庄■血査且 治療剤としてタンパク質及びペプチドの使用が認識され
、そして医薬用品内のそれらの位置は、それらの増大す
る有効性によって高くなって来た。

この有効性は、主として遺伝子工学及び生物工学におけ
る最近の進歩によるものである。不幸には、従来の投与
路によるタンパク質性薬物の使用は、一般的に、種々の
投与問題によって妨げられる。

消化管投与路、すなわち、経口投与路及び皮下投与路は
、主として血管中へのタンパク質性薬物のとぼしい吸収
及び胃腸路におけるそのような薬物の分解によって無効
果である。薬物が非経口投与される場合、タンパク質性
薬物の急速なタンパク質分解性不活性化がまた起こり、
従ってその生物学的利用能を低下させる。さらに、非経
口路によって投与される場合、宿主の免疫システムが活
性化され、それによって所望しない一連の免疫反応を潜
在的に引き起こす。

前述の観点から、相当の努力が、従来技術の投与技法に
関連する問題を除くために、ペプチド及びタンパク質の
非経口投与のためのもう１つのシステムを開発すること
に向けられて来た。たとえば移植できる装置がポリ−（
ヒドロキシエチル）メタクリレート、ポリビニルアルコ
ール、エチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）及び
シリコンエラストマーから鋳造又は成形されて来た。高
分子薬物がこれらの装置にはめ込まれて来た。典型的な
製造方法は、ポリマーを含む溶液中に粉末状の高分子薬
物、たとえば固形タンパク質又はペプチドをＱ　ｉ％す
ることを含む。次に全組成物は、溶媒を蒸発し又は加硫
によって目的とするサイズ及び型に鋳造又は成形される
。これらの装置からの高分子の持効性が示されて来た。

前述の従来技術の方法の単純さは、その第１の利点であ
る。

しかしながら、疎水性ポリマー、たとえばＥＶＡ及びシ
リコンから製造されるものの１つの欠点は、これらのポ
リマーが親水性高分子に浸透できず、従って移植物の表
面と接触する薬物の部分のみが直接的又は他の薬物粒子
との接触を通して、放され得ることである。従って、移
植物の内部により密接して存在し、そして完全にポリマ
ーのマトリックスによって囲まれた薬物は、決して開放
され得す、そしてその治療効果を決して与えない。

極性添加剤の添加は、これらの疎水性材料に水の浸透を
増強し、そしてタンパク質の溶解を助けるが、しかしそ
れらは、ＰＨＥＭＡ及びＰＶＡからの鋳造のために極性
有機溶媒が使用される場合、タンパク質に対して完全に
は不活性でない。これらの型の装置に関連するもう１つ
の欠点は、手術による挿入及びその結果、手術による移
植物の除去の必要性である。これは、その装置が非分解
性である材料から構成されているために必要なのである
６タンパク質を含む微小球は、ポリアクリルアミド、ア
クリロイル化されたデキストラン及びアクリロイル化さ
れた澱粉から製造されて来た。ポリアクリルアミドビー
ズはインビトロで異なった目的を示すが、しかしそれら
の非分解性は、ヒトへのそれらの使用を妨げる。多糖類
に対する報告データは、有効な架橋が高度の誘導体化（
Ｄ、Ｄ、約０、１〜０．３）でのみ達成された。高いり
、Ｄ、は、それがポリ・−の生物適合性を減じるＷ、欠
点である。高い０．０．はまた、異なったポリマー鎖の
間の分子間反応（これは不均質の微孔性構造体をもたら
す）の代わりに、重合できる基の分子内反応を好ましく
は導びく。架橋剤、ビスアクリルアミドの使用は、好ま
しいとは思われない。なぜならばそれは一般的に、架橋
された炭化水素ゲル（これは、多ｅｌｆ成分の分解の後
でさえ、溶解も分解もしない）の形成をもたらすからで
ある。

微粒状物の担体中への薬物の導入における最近の進歩は
、ひじょうに多（の注目を引く。なぜならば、それは、
マトリックス−調節された開放の特性と注入できる形の
特性とを兼ね備えているからである。調節された開放の
他に、これらの微小球担体は、“第１段階”の物理的目
標、すなわち目的の組織及び細胞の付近に薬物担体の物
理的な限局化を提供する。治療剤の限局化された投与は
、より効果的な薬物治療を可能にするのみならず、また
全身性の悪影響のための機会も最少にする。

１−〜２０声の範囲のサイズで微小球を製造することに
おいて、鋳造移植物のためには、均質性システムが、不
均質性システムよりも一層適切である。均質性システム
においては、タンパク質は、マトリックスの材料と同じ
溶媒中に同時溶解される。さらに、その高分子の生物的
活性を保持するために、水性システムが一般的に好まし
い。これに関しては、生物分解性親水性ポリマーは、そ
れらが導入される高分子、たとえばタンパク質性物質の
化学的修飾及び／又は変性を含まない機構によって固体
化又は架橋され得という条件で、マトリックス材として
選択され得る。

架橋された親水性ゲルは、遊離基重合の技法を用いて得
られることが知られている。ある程度まで、上記問題は
、生物分解性グラフトポリマー、すなわち、その中に生
物学的に活性な材料の封入によりビニル基を含むポリマ
ーの製造に見出される問題に類イ以する。

従来技術の特許の例は、アメリカ特許第４．１３１，５
７６号、第３，６８７，８７８号、第３．６３０．９５
５号及び第３，９５０，２８２号を含む。これらの特許
は、多−１ＭＭとビニルモノマーとのグラフトコポリマ
ーの製造方法を開示する。これらの特許は、それぞれの
組成物内での多糖類の物性を改良することに向けられた
。これらの改良を行なうのに使用された方法の条件は、
高温、高い反応性のモノマー又は有機溶媒の使用を含ん
だ。しかしながら、前記のそれぞれのパラメーターは、
生物学的に活性な高分子に害を与え、そして従って、本
発明の実施に不適切である。

従来技術はまた、ポリマーカプセル中へのコアー材料の
封入のための方法を開示する。アメリカ特許第４，３８
２，８１３号は、二価金属カチオンによる多［ｉガム、
たとえばアルカリ金属のアルギン酸塩のゲル化によるカ
プセル壁の製造を開示する。

アメリカ特許第４，３４４，８５７号は、強酸及びカッ
プリング材の添加によるポリヒドロキシポリマーのキサ
ントゲン酸塩のゲル化を開示する。アメリカ特許第３．
５６７．６５０号は、高温を用いて、゛ある゛磁すマー
材料の溶解性を低くすることによって、類似する結果を
達成する。

他の殿構は、アメリカ特許第４，０１６，０９８号に開
示されているように、少な（とも２種の反対の電荷のコ
ロイド及び多糖類の酸化生成物を架橋剤とＬ７て用いる
複合コアセルベーションの原理に基づく。さらにもう１
つの方法は、アメリカ特許第４．３０８．１６５号に教
授されているように、封入される油滴に溶解される反応
性二官能価架橋剤による壁形成ポリマーの界面架橋を使
用する。類似する教授を提供する従来技術の他の例は、
アメリカ特許第４，０７８，０５１号、第４，０８０，
４３９号、第４，０２５，４５５号及び第４，２７３．
６７２号を含む。従来技術に従って封入される材料は、
はとんど水不溶性固体又は油滴及びその中に溶解される
化合物、たとえば染料、色素又は生物学的に活性な低分
子量化合物（たとえば除草剤）である。

アメリカ特許第４，３５２，８８３号は、半透膜中への
コアー材料、たとえば生きている組織又は個々の細胞の
封入のための方法を教授する。その膜は、小さな分子を
透過するが、しかし大きな分子は透過しない。この特許
はまた、多価カチオンの作用によるある水溶性ガムのゲ
ル化も利用する。

アメリカ特許第４，０３８．１４０号は、担体中に導入
される親水性グラフトコポリマーを有する活性化された
多糖類を含有する担体と水性相のタンパク質とを反応せ
しめることによって、不溶性担体上への生物学的に活性
なタンパク質の結合のための方法を開示する。この特許
は、生化学反応器への適用による、共有結合タンパク質
を含む不溶性担体の調製に向けられる。

さらにもう１つの例の従来技術のアメリカ特許第４，０
９４，８３３号は、立体のゲル網状構造の形で、デキス
トラン及びジビニル化合物、場合によってはまたモノビ
ニル化合物を含むビニル基の共重合体の製造のための方
法を教授する。その得られた架橋されたデキストラン−
ビニルゲルは、分離目的のために使用され得る。

従来技術の多くの教授にもかかわらず、それらの従来技
術は、封入された又は閉じ込められた生物学的に活性な
高分子、たとえばタンパク質性物質を調節されたサイズ
範囲の球状微小球中に得るだめの方法を提供しない。

従来技術は、生物学的に活性な高分子が開放される速度
を調節するための又はマトリックスがインビボで分解さ
れる速度を調節するための可能性を、微小球が有するよ
うな方法を提供しない。

［発明の要約〕 従って、導入された高分子物質の生物学的活性を保持す
るのに十分な温和な条件下で、生物分解性且つ生物適合
性マトリックス中への生物学的に活性な怒受性高分子の
導入のための方法を提供することが本発明の目的である
。

調整されたサイズの球状粒子の形で、好ましくは約０．
５μ〜約５００声の範囲の直径を有する、医薬的に活性
な高分子を含むマトリックスを提供することが本発明の
もう一つの目的である。

高分子物質がインービボ条件下で、予測速度で開放され
る微小球担体を製造することがまた、本発明の目的であ
る。

高分子物質の開放をマ）　ＩＪソックス生物分解によっ
て調節するために、該マトリックスの生物分解速度を調
節するための可能性を有する、生物学的に活性な高分子
の微小球担体を製造することが本発明のさらにもう一つ
の目的である。

さらに本発明の目的は、高分子物質の開放及び組織中に
おけるマトリックスの存在の両者を制御し、そして代謝
されそして／又は排出される可溶性の非毒性生成物中に
該マトリックスの生物分解を確認することによりマトリ
ックス特性を調節することによって、マトリックスの生
物分解の速度を調整するための可能性を有する、生物学
的に活性な高分子の微小球担体を製造することである。

本発明のさらにもう１つの目的は、高い局在濃度、高い
持効性活性、全身投与及び治療を提供する注入又は吸入
によって特定の宿主組織又は細胞に薬物又は他の物質の
目標を決定することを可能にする微小球の薬物投与シス
テムを提供し、それによって循環中に直接的に投与され
る毒性薬物の所望しない全身効果を最少にすることであ
る。

これらの目的、利点及び特徴は、本発明の次の説明の方
法及び組成物によって達成される。

〔好ましい態様の説明〕

本発明は、生物分解性マトリックス中に生物学的に敏感
な活性高分子の導入のための方法を提供する。その生物
分解性マトリックスは、ポリマー鎮当り少なくとも２つ
のビニル基を含む生物分解性親水性ポリマーのビニル誘
導体と水溶性モノビニルモノマーとの共重合によって製
造される。その生物分解性マトリックスは、生物学的に
活性な高分子が物理的に封入される立体のゲル網状構造
体である。その生物分解性マトリックスは、特に非経口
路の投与のために適切である。

本発明に従って、マトリックスの生物分解注視水性ポリ
マー成分は、多糖類、タンパク質性ポリマー、多糖類の
可）容性Ｒ８体、タンパク質性ポリマーの可溶性誘導体
、ポリペプチド、ポリエステル、ポリオルトエステル及
び同様のものを含む種々の源から選択され得る。

多主唐類は、ポリ−１，４−グルカン、たとえば澱粉の
グルコゲン、アミロース及びアミロペクチン、及び同様
のものである。好ましくは、生物分解性親水性ポリマー
は、加水分解されたアミロペクチン、加水分解されたア
ミロペクチンのヒドロキシアルキル誘導体、たとえばヒ
ドロキシエチルｇｍ　（ＨＥＳ）　、ヒドロキシエチル
アミロース、ジアルデヒド澱粉及び同様のものを含む、
ポリ−１，４−グルカンの水溶性誘導体である。

タンパク質性ポリマー及びそれらの可溶性誘導体は、生
物分解性ゲル化合成ポリペプチド、エラスチン、アルキ
ル化されたコラーゲン、アルキル化されたエラスチン及
び同様のものを含む。

生物分解性合成ポリペプチドは、ポリ−（Ｎ−ヒドロキ
シアルキル）−Ｌ−アスパラギン、ポリ−（Ｎ−ヒドロ
キシアルキル）−Ｌ−グルタミン、Ｎ−ヒドロキシアル
キル−し−アスパラギン及びＮ−ヒドロキシアルキル−
し−グルタミンと他のアミノ酸とのコポリマーである。

前記アミノ酸は、Ｌ−アラニン、Ｌ−リジン、Ｌ−フェ
ニルアラニン、Ｌ−ロイシン、Ｌ−バリン、Ｌ−チロシ
ン及び同様のものを含む。

前記用語の定義又はさらに説明は、当業界において十分
に知られ、そして標準の生化学テキスト、たとえばＡｌ
ｂｅｒｔ　Ｌ、Ｌ、ｅｈｎｉｎｇｅｒ、Ｗｏｒｔｈ　Ｐ
ｕｂｌｉｓｈｅｒｓ。

Ｉｎｃ、による”　Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　”及び
しｕｂｅｒｔ　５ｔｒｙｅｒ。

Ｗ、１１．Ｆｒｅｅｍａｎ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙに
よる”　Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　”に見ることがで
き、そしてこの両者を参照によって本明細書に組入れる
。

前述の生物分解性親水性ポリマー１よ、それらの特質上
低いヒト毒性及び実質的に完全な生物分解性のために本
発明の方法及び組成物に、特に適切である。もちろん、
使用される特定のポリマーはしｎ界でなく、そして種々
の生物分解性親水性ポリマーは、本発明の新規加工法の
結果として使用され得ることが理解されるであろう。

本発明の立体網状構造体又はゲルマトリックスは、少な
くとも２つのビニル基又は置換されたビニル基を含む生
物分解性親水性ポリマーと付加性モノビニルモノマーと
の遊＃基重合によって得られる。

生物分解性親水性ボＩＪマーのビニル誘導体は、次の式
（Ｉ）： ＣＩ＋２　＝ＣＲＩ　−（ＣＨ２）ｎ□Ｘ　　　（Ｔ）
〔式中、Ｒ１は水素原子又はメチル基であり；ｎは０．
１又は２であり：そしてＸは次の式：（Ｒ，は、平均ポ
リマー鎖当り少なくとも２つのビニル基又は置換された
ビニル基を含む、前記生物分解可能なポリマーを表わす
）の化合物である〕で表わされる基を含む誘導体を含む
。従って、Ｘはエーテル、第二アミン、式（＋）の基の
間でのエステル又はアミド及び生物分解性親水性ポリマ
ーを表わす。従って、ビニル置換基の典型的な例は、ビ
ニル、アリル、アクリロイル、メタクロイル、アクリル
アミド及びメタクリルアミド基を含む。

生物分解性親水性ポリマーのビニル誘導体は、従来技術
において良く知られた種々の方法で製造され得る。１つ
のアプローチは、ビニルアルキルハリド、アリルハリド
、ビニルグリシジルエーテル又はアリルグリシジルエー
テルとヒドロキシル基又はアミノ基のいづれかを含む選
択された生物分解性親水性ポリマーのアルカリ溶液との
反応によるビニル及びアリルエーテルの製造である。同
じようにして、エステル又はアミド結合のいづれかを有
する誘導体が、塩化アクリロイル、塩化メタクロイル、
アクリロイルグリシジルエステル又はメタクロイルグリ
シジルエステルと生物分解性親水性ポリマーのヒドロキ
シル基又はアミノ基とを反応することによって製造され
得る。

平均ポリマー該当り少なくとも２個のビニル基、好まし
くは平均ポリマー該当り少なくとも３個のビニル基であ
るような、ビニル基による生物分解性親水性ポリマーの
ｆｆｌｉ体化度（ＤＤ）が、存在する。ＤＤの上限は、
下記のように目的とする架橋密度によって与えられる。

生物分解性親水性ポリマーの七ツマーユニット１モル当
りビニル基１モルで表わされる場合、最小のＤＤがまた
、その生物分解性親水性ポリマーの分子量に依存するこ
ともまた注目されるべきである。

モノビニルモノマーは２種の機能を有する。第一に、高
分子のビニル誘導体の重合の間、立体障害を少なくする
ことによって成長基の生長反応を促進することが予期さ
れる。これは、出発の生物分解性親水性ポリマーの高度
な誘導体化の必要性を除去する。そして第二に、マトリ
ックスの分解速度の調節に関係することができる非分解
性成分をゲル構造体又はマトリックス中に導入すること
が予期される。

分解性親水性ポリマー鎖によって事実上、架橋される、
短い直鎖の炭化水素ポリマーが、重合の間、生成される
ような、誘導体化された生物分解性親水性ポリマーに対
する一官能価七ノマーの成長器での割合が選択される。

これは、実質的に微小球の全マトリックスがインビボで
低分子量の溶解性生成物に分解され得ることを確かにす
る。

生物分解性親水性ポリマー成分：ビニルモノマー成分の
比は、重量基準で約１：５〜約４０：ｌの範囲にある。

好ましくは、その比は約２１〜約２０＝１の範囲にある
。

モノビニルモノマーは、重合の間、成長基の成長反応を
促進するように計画され、それによって重合性基による
出発多糖類の高い誘導体化の必要性を除くことができる
。モノビニルモノマーはまた、ポリマーマトリックスに
、たとえば陰性又は腸性に荷電された他の官能基（薬物
開放の調節に関与することができる）を付与する。薬物
開放の調節に関与することができる典型的な官能基は、
カルボキシル、アミノ、ジアルキルアミノ、ジヒドロキ
ンアルキルアミノ及び同様のものを含む。

これらの陽性又は陰性の電荷の存在は、マトリックスに
イオン交換特性を付与する。

モノビニルモノマーは、アクリル酸又はメタクリル酸の
親水性エステル及び／又はアミド、水溶性ビニル誘導体
、アクリル酸、メタクリル酸及び同様のものの群から選
択され得る。アクリル酸又はメタクリル酸の親水性エス
テル及び／又はアミドの典型的な例は、アクリルアミド
、メタクリルアミド、２−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート、２−ヒドロキシプロピルメタクリルアミド、Ｎ−
メチルアクリロイル−トリス−ヒドロキシエチル７ミノ
エタン、Ｎ−アクリロイル−Ｎ′−ジメチルアミノプロ
ピルアミン、３−Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタ
クリル７ミド、Ｎ−フルキルメタクリルアミドグリセリ
ルモノメタクリレート及び同様のものを含む。適切な水
溶性ビニル誘導体は、Ｎ−ビニルプロリドン、Ｎ−ビニ
ルイミダゾール、Ｐ−ビニル安息香酸、ビニルヒリジン
及び同様のものを含む。

本発明の実施において使用される適切な生物学的に活性
な高分子は、ホルモン、タフパフ質、ぺプチド、ワクチ
ン、酵素、酵素インヒビター及び他の生物学的に活性な
高分子を含む。インヒビターはα−１−抗トリプシン（
ＡＴＴ）　、すなわちα−プロテイナーゼインヒビター
である。さらにその例は、新形成の治療におけるアミノ
酸代謝酵素、フィブリン溶解性酵素、インターフェロン
、成長ホルモン、脱感受性のための抗原、免疫グロブリ
ン及び免疫グロブリンのＦａｂ−フラグメントを含む。

本発明は、前記のいづれかに限定されるものではなく、
そして他のタイプの生物学的に活性な高分子が本発明の
実施に平等に適切である。

生物学的に活性な高分子は、ポリマーマトリックス内に
自由に存続し、すなわち微小球内で高分子又は他の基の
闇に化学的結合は存在しない。従って、その高分子は、
開放されるために化学結合の分解を必要としない。開放
は、微小球からの拡散又はポリマーの生物分解性侵食を
通して起こる。

本発明の重合反応は、遊離基重合のための適切な条件下
で行なわれる。その反応は水溶液中で常に行なわれる。

適切な遊離基開始剤は、レドックスタイプの開始剤であ
る。重合反応は、好ましくは、温和な条件、たとえばお
よそ０℃の温度下で、遊離基を生成するために′ｆ￥離
基開基開始剤いて行なわれる。しかしながら、重合反応
の温度は約０°Ｃ〜約５０℃の範囲である。重合反応を
行なう好ましい温度は、約り℃〜約３０℃の範囲である
。

バイアル中に最終微小球を分配するまで、対象の高分子
の溶解から出発して、全過程を、その高分子に対する変
性効果を最少にするためにＯ°近くの温度で行なうこと
ができることが、本発明の製造方法の特別に好都合な特
徴である。典型的なレドックスタイプの開始剤は、過硫
酸アンモニウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル及び同
様のものを含む。

レドックス系の開始剤と共に形成し、そして基の形成を
促進する化合物と一緒に遊離基開始剤を使用することも
また好都合である。開始剤系の第二化合物の例は、Ｎ、
Ｎ、Ｎ’　、Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、ア
スコルビン酸、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ−Ｐ−トルイジ
ン、３−ジメチルアミノプロピオニトリル、ナトリウム
メタビスルフィット及び同様のものを含む。

重合反応の間、直鎖のビニルポリマー（生物分解性親水
性ポリマーにより架橋される）が形成される。従って、
重合反応の間、モノビニルモノマーが使用され、直鎖の
非分解性炭化水素ポリマーのみが形成されることを確実
にすることが重要である。従って、モノビニルモノマー
の使用は、架橋を担当する生物分解性成分の分解が完全
に可溶性の分解生成物の形成を可能にするであろうこと
を確実にする。七ツマ−のみであるので、本発明のモノ
ビニルモノマーは、生物分解性ポリマーに比べて、低分
子量を存するであろう。モノマーの分子量が４００を越
える場合、立体障害が可能であることが推測されて来た
。従って、モノビニルモノマーは４００以下の分子量を
有することが本発明の目的のために推薦される。

本発明の薬物投与システムは、理想的には、非経口路又
は吸入路による投与のために適切である。

従って、目的の細胞又は組織への開放のために、導入さ
れた薬物を含む本発明の多孔性微小球は、単独で又は適
切な医薬希釈剤、担体、意図された投与路及び従来の医
薬的実施に関して適切に選択された賦形剤又はアジバン
トと共に投与され得ることが当業者によって認められる
であろう。これらの不活性な医薬的に許容されるアジバ
ントは当業界において良く知られている。たとえば非経
口注入のためには、投与量ユニット形が、静脈内、筋肉
内又は皮下投与するために使用され、そしてそのような
非経口投与のためには、等張性をもたらすために、場合
によっては適切な溶質を含む、適切な無菌の水溶液又は
非水溶液もしくは懸濁液が使用されるであろう。同様に
、吸入のためには、すなわち鼻及びのど又は細気管支肺
の粘膜を通しての投与のためには、適切なエアロゾル又
はスプレー吸入組成物及び装置が使用されるであろう。

前記方法論は、機能的な高分子の生物学的活性を保持す
るために十分に温和な条件下で、調整されたサイズ範囲
での微小球の製造を可能にする。

さらに、前記方法論は、出発の多ｔｉ　ｔｉ及びマトリ
フクス組成物の誘導体化度の選択により架橋密度及び分
解速度を調節することによって薬物の開放を調節するこ
とを可能にする。

重合は、当業界で知られているいづれかの重合法によっ
て行なわれ得るが、しかしながら本発明のもう１つの重
要な特徴は、重合が粒状重合技法を用いて行なわれ得る
事実である。本発明に記載されている便利な方法によれ
ば、誘導体化された生物分解性親和性ポリマー、モノビ
ニルモノマー及び生物学的に活性な高分子（その中に導
入されるべきである）が、適切なｐｌ＋及びイオン強度
の緩衝水溶液（高分子物質の生物学的活性を保持するた
めに適切である）中に、通常、開始剤系の１つの成分と
一緒に同時溶解される。酸化又は還元タイプのいづれか
の開始剤が有用である。

次に、その水溶液をＮ２によりパージすることによって
脱酸素化し、そして好ましくは、高級脂肪族炭化水素、
たとえばベキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサ
ン又はそれらの高級類似体及びそれらの混合物から成る
、脱酸素化された水不混和性有機液体中に乳化する。乳
化及び油中水滴エマルジョンの形成を促進するために、
適切な乳化剤が連続有機相に添加される。典型的な乳化
剤は、ソルビタンオレエート、ポリエチレングリコール
エーテル、ポリオキシエチレンソルビタンエステル、ポ
リオキシエチレンポリオキシプロピレンアルコール及び
同様のものを含む。

適切なサイズ範囲の水性液体粒子を有するエマルジョン
を得た後、該エマルジョンに開始剤系の他の成分の添加
により重合を始める。水溶性化合物が使用される場合、
開始剤系の酸化成分、たとえば過硫酸アンモニウム及び
同様のものが水性分散相に存在し、次に第二成分、たと
えばＮ、Ｎ。

Ｎ’　、Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン及び同様
のものが連続相に°溶解する還元体である。エマルジョ
ンの水性液体粒子の重合によって形成された微小球を、
デカント法によって洗浄し、そして適切な水不混和性有
機溶媒により洗浄し、そして次に凍結乾燥する。適切な
水不混和性有機溶媒は、シクロヘキサン、ベンゼン、シ
クロヘキサノン及び同様のものを含む。

本発明のもう１つの方法に従えば、有機溶媒により洗浄
した後、その微小球を、水又は緩衝水溶液に再分散し、
緩衝液により洗浄し、そして水性懸濁液から凍結乾燥す
ることができる。水性分散相に同時溶解される場合、生
物学的に活性な化合物、たとえばペプチド、タンパク質
及び同様のものは、重合の間、架橋されたポリマー網状
構造体に閉じ込められ、そして該ポリマー網状構造体を
通しての拡散によって又はマトリックスの分解に従って
木質的には、インビボで開放され得る。

選択される特定の重合技法に関係なく、前記方法の特に
好都合な特徴は、微小球が種々のサイズ範囲、一般的に
は約０．５　ｙｍ〜杓５００１Ｉｍの直径範囲で製造さ
れ得ることである。直径約０．１−〜約１５．０踊のサ
イズ範囲が一般的に好ましい。吸入投与のためには、直
径約１．０ｐ〜約５．０角のサイズ範囲の微小球が好ま
しい。注入投与のためには、直径約８．０角〜約１５．
０側のサイズ範囲の微小球が好ましい。

得られた微小球のサイズは、油中水滴エマルジョンにお
ける水性液体粒子のサイズに依存する。

その水性液体粒子のサイズは、攪拌機によって適用され
る剪断応力に依存する。攪拌機は、表面張力によって引
き起こされる凝集傾向を妨害する。

−ｍ的に、液体粒子のサイズは、高い剪断応力を適用す
ることによって細かくされる。より高い剪断応力は、よ
り高い攪拌機の速度によって、又は連続相と分散相との
間の粘度比を高くすることによって達成される。連続相
のより高い粘度は、エマルジョン中により多くの炭素原
子を有する炭化水素、たとえばオクタン、ジオキサン、
ドデカン及び同様のものの割合を高くすることによって
達成され得る。水性分散相の粘度は、異なった分子量の
出発の生物分解性親水性ポリマーを用いることによって
調整され得る。この方法における水性分散相の粘度の調
整は、同じ合計のゲルマトリックス及びモノビニル七ツ
マー滝度の使用を可能にする。

本発明のもう１つの好都合な特徴は、導入された高分子
物質が架橋されたヒドロゲル網状構造を通しての拡散に
よってゲルマトリックスから開放される事実である。高
分子物質の種々の開放速度は、ゲルマトリックスの架橋
密度を変えることによって達成され得る。マトリックス
の架橋密度は、種々の誘導体化度（ＤＤ）を有する生物
分解性親水性ポリマーを選択することによって変えられ
得る。誘導体化度は、結合されたビニル基の間の平均距
離を示すために使用される。適切な架橋密度はまた、高
分子物質の分子量及び所望されるその開放速度に依存す
る。

誘導体化度は好ましくは、生物分解性親水性出発ポリマ
ーのモノマーユニット１モル当りビニル基約０．０１〜
約０．２０モルの範囲にある。好ましくは、出発ポリマ
ーのモノマーユニット１モル当りビニル基約０．０２〜
約０．１５モルである。ヒドロキシエチルスターチ（Ｈ
ＥＳ）が出発の生物分解性親水性ポリマーとして使用さ
れる場合、約０．０１〜約０．２０の広い範囲が、約２
０，０００〜約１，０００の架橋点の間の平均セグメン
トの分子量にそれぞれ対応する。

約０．０２〜約０．１５は、約１０．０００〜約１，８
００の架橋点の間の平均セグメントの分子量範囲に対応
する。

モノマーユニット１モル当すビニル１０．０２〜０．１
５モルの架橋密度における範囲は、約５０　、０００の
分子量を有するタンパク質の開放速度においておよそ１
０倍の差異を生せしめるであろう。

前記及び例に言及されている濃度、温度及び比は、作用
可能範囲を示し、そして異なった溶媒、ポリマー、モノ
マー、高分子、等が選択される場合、他の数値表示が、
適用され得ることが認められるであろう。

次の非制限的な例は、当業者が本発明及びその特定の好
ましい態様をより容易に理解することができるように提
供されている。他に示されなければ、すべての量はグラ
ムで与えられている。

±−よ 乾留されたＮ、Ｎ’−ジメチルアセトアミド（Ｄ門ＡＡ
）中、ヒドロキシエチルスターチ（ＩＩＥｓ）　（ＨＥ
ＳＰＡＮ。

Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｒ１ｔｉｃａｌ　Ｃａｒｅの商標
）の溶液（およそ０℃）に、測定された量の蒸留された
塩化アクリロイルを、およそ３０分間にわたって、当モ
ル量のトリエチルアミンと一緒に少量づつ添加した。

その反応容器をこの温度で維持し、そしてその反応をさ
らに２時間進行せしめた。次にその反応混合物を、約０
°Ｃ−約５℃でアセトン２００　ｍ／を含む容器に移し
、ポリマーを沈殿せしめた。そのポリマーを、アセトン
により洗浄し、空気吸込みにより乾燥せしめ、水中に溶
解し、そしてアセトン中に再沈殿せしめた。誘導体化さ
れたＨＥＳ　（アクリロイル−ＨＥＳ）を、最終的に水
中において分取ゲル透過クロマトグラフィーによって精
製し、そして凍結乾燥せしめた。反応体の割合及び得ら
れたポリマーに対するデータが第１表に示される。

記号ｍｗＡは、ビニル基当りの生物分解性親和性ポリマ
ーの分子量当量を示す。Ｄ、Ｄ、は、ミリモル／グラム
での誘導体化度を表わす。

以下余白 男−」−一部 １ａ　　　　　ｌｂ　　　　　ｌｃ　　　　　１ｄＨＢ
Ｓ　　　　　　　　　　　　５．０　　　５．０　　　
５．０　　　５．ＯＤＭＡＡ　　　　　　　　　　　　
　１８．８　　　１８．８　　　１８．８　　　１８．
８塩化アクリロイル　　０．１　　０．２　　０．４　
　１．０トリエチルアミン　　　０．１１　　０．２２
　　０．４５　　１．１ｍ　ｗＡ１４，３００　６，０
００　３，８００　１．６００およそ４．０５ｇの一部
加水分解されたアミロペクチンを、水８０ｎｔ／中に溶
解した。その溶液を０℃に冷却し、そしてアセトン１０
．ｔｌｌ中、塩化アクリロイル１．８ｇの？容？Ｆｊｊ
、を、ＮａＯＨの２Ｎ′／容ン夜１０ａ／と共に撹拌し
ながら少量づつ添加し、その溶液をアルカリ性に保持し
た。およそ３０分後、アクリロイル−アミロペクチンを
アセトンにより沈殿せしめ、そしてさらに例１と類似す
る方法で加工した。

その収量は３．９ｇであり、そしてり、Ｄ、は０．３２
ｍモル／ｇであった。

別−」ユ およそ５．０ｇのＨＥＳを、聞ｘＡ１Ｂ、８ｇ中に溶解
し、そしてこの溶液にＮａ０ｔｌの２Ｎ溶液６ｍ／、４
−メトキシフェノール５０■及びアリルグリシジルエー
テル１．４ｇを添加した。その得られた混合物を室温で
２０時間、攪拌し、そして次に、例１と類似する方法で
加工した。その収量は４．３ｇであり、そしてり、Ｄ、
は０．４２ｍモル／ｇであった。

■−↓ Ｄ門ＡＡ１８．８ｇ中、ポリ−（Ｎ−（２−ヒドロキシ
エチル）−Ｌ−グルタミン３　（ＰＨＥＧ）約４．３ｇ
を、例１に用いられた方法に類似する方法で塩化アクリ
ロイル０．４ｇと反応せしめた。アクリロイル−Ｐ）Ｉ
ＥＧの収量は４．２ｇであり、そしてり、Ｄ、は０．３
２ｍモル／ｇであった。

、　以下余白 誕Ｌ−ｙ 例１で調製されたアクリロイル−ＨＥＳ、アクリルアミ
ド及びα−１−プロテイナーゼインヒビター（α−１−
Ｐ　Ｉ）を、過硫酸アンモニウム（ビニル基の合計？Ｍ
度に関して２％モル１モル）と共に、０．０５モル／ｌ
の炭酸アンモニウム緩衝液（ｐＨ７，４）中に溶解した
。その溶液を、くり返し排気し、そして０°Ｃで窒素に
より容器を満たすことによって脱酸素化した。その脱酸
素化された溶液を濾過し、そしてその濾液を連続有機相
６〇−を含む重合反応器に移した。その連続有機相は、
ヘプタン、ＵＳＰ、！油及び０．３ｇの５ｏ−１５（ソ
ルビタンオレエート）の混合物から成る。全混合物を０
℃で窒素によりフラッシュした。第２表は、分散相及び
連続相の組成物の説明を提供する。第２表においては、
平均直径（卿）は、０．１５モル／ｌのＮａＣ１及び０
．０５モル／！のリン酸緩衝液（ｐＨ７，４）中で再水
和した後の微小球の平均直径を表わす。タンパク質含有
率％は、乾燥微小球における拡散開放性タンパク賞の含
有率を表わす。

ジャケット付ガラス容器から成る重合反応器は、調節さ
れた速度の撹拌機を備えた。反応体の添加及びサンプル
の抜取りのための口並びに窒素の入口を、その容器上の
集成装置に備え付けた。連続有機相における水性分散相
の安定エマルジョンを攪拌作用によって得る場合、およ
そ０．１５ｍ／のＮ。

Ｎ、Ｎ’　、Ｎ’−テトラメチレンジアミン（ＴＥＭＥ
Ｄ）をそのエマルジョンに添加し、そしてその反応をさ
らに２０分間、約０℃〜２℃で進めた。得られた微小球
の懸濁液を、冷へブタン（０〜５℃）２００ｄ中に注ぎ
、ヘプタンにより洗浄し、０．１％のＴｒｉｔｏｎ　−
Ｘ　−１００を含む炭酸アンモニウム緩衝液に再懸濁し
、純粋な炭酸アンモニウム緩衝液（０，０１モル／ｌ）
により洗浄し、そして凍結乾燥せしめた。

以下余白 第−Ｉ−表 アク１川侶−ＨＥＳ　　　１．７６　　　１．７６　　
　１．７６　　　２．００　　　２．００　　　２．０
０　　　２．００　　　２．００アクリルアミド　　　
　　０．４０　　　０．４０’　　０．４０　　　０．
５０　　　０．５０　　　０．５０　　　０．５０　　
　０．５０α−１−ＰＩ　　　Ｏ，３４０，３４２，２
００，６００，６００，６００，６００，６０緩衝液　
　１７．５０　１７．５０　１５．６０　１６．９０　
１６．９０　１６．９０　１６．９０　１６．９０ｍＷ
Ａ３，８００　６，０００　３，８００　３，８００　
６，０００　６，０００　６，０００　６，０００連続
相： ヘプタン　（ｍｌ）　　　　　　１７　　　　　１７　
　　　　１７　　　　　１７　　　　　１７　　　　　
１７　　　　　４０　　　　　１０鉱油（ｎＪ）　　　
４３　　４３　　４３　　４３　　４３　　４３　　．
２０　　５０攪拌（ｒｐｍ）　　１，６００　１，６０
０　１，６００　１，６００　　８００　２，２００　
２，２００　２．２００平均直径　　８．６　１４．０
　１２．５　　７．６　２８．０　　５．８　４６．０
　　３．６（廂） タンパクｔて　　　　　　　４．７　　　　４．５　　
　２２．８　　　　９．４　　　　　　−　　　　　−
　　　　　　　−　　　　　　　−含有率（％） 例６を、例５と類似する方法により行なった。

但し、生成物をヘプタンにより洗浄し、次にシクロヘキ
サンにより洗浄し、そして最後にシクロヘキサンから凍
結乾燥せしめた。その得られた微小球は、例５で見られ
た特性と類似する特性を示すが、しかし最初に分散相に
添加されたタンパク質のすべてを本質的に含んだ。

孤−工 ０．０５モル／ｌのリン酸緩衝液（ｐＨ７，４）　１３
．５ｍｊ中、例４で調製されたおよそ１．６ｇのアクリ
ロイル−ＰＨＥＧ、　Ｎ−ビニル−２−ピロリドン０．
５８ｇ及びα−１−プロテイナーゼインヒビター（α−
１−Ｐ　Ｉ　）　０．４９ｇを、分散相として用いて、
例５ｄに示めされた方法と類似する方法で微小球を調製
した。その得られた微小球は、６．７−の平均直径及び
１１．２％のタンパク質含有率を持った。

■−主 例５　ａ　−ｄで使用された方法に頚偵する方法で調製
された微小球約５０■を、０．１５モル／２のＮａＣ１
及び０．０２％ＮａＮ、を含む０．０５モル／βのリン
酸緩衝液（ｐＨ７，４）　　１０ａ／中に）調温した。

その懸濁液を、キャンプをされた試験管に入れ、そして
連続して攪拌しながら３７℃でインキュベートした。そ
の懸濁液のサンプルを便利な間隔で抜き取り、そしてそ
の微小球を遠心分離により分離した。

微小球中タンパク質の残留量、微小球中タンパク質の濃
度及びインキュベーション培地中タンパク質の濃度を、
Ｌｏｗｒｙなど、（０，Ｈ，Ｌｏｉｖｒｙなど、、ＬＢ
ｉｏｌ、Ｃｈｅｍ、　、　１９３　：　２６５．１９５
１）の方法を用いて測定した。時間の関数として開放さ
れたα−１−ＰＩＯ量が第２図に示されている。第３図
は、微小球の■当りのタンパク質の鱈におけるＨＥＳ−
ポリアクリルアミド微小球からのα−１−ＰＩの累積開
放を示す。インキュベーション時間は平方根尺度でプロ
ットされる。微小球の特徴は第２表におけるようなもの
である。微小球の特徴は例５ａ〜ｄに与えられたものに
相当する。

この発明の好ましい態様を詳細に示し、そして記載した
が、これによってこの発明の範囲を限定するものではな
い。

以下余白

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の生物分解性微小球の調製のための全ス
テムを示す。 第２図は第１図に示された方法によって調製された微小
球のさらに詳しい図を示す。 第３図は微小球の■当りタンパク質の鱈におけるヒドロ
キシエチルスターチ−ポリアクリルアミド微小球からの
α−１−プロテイナーゼインヒビターの累積開放を示す
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、立体網状構造を有する生物分解性微小球を製造する
   ための方法であって（ここで生物学的に活性な高分子物
   質が物理的にその中に閉じ込められ、前記微小球が調節
   された速度で前記高分子物質を放すことができる）、生
   物分解性親水性ポリマーのビニル誘導体、水溶性モノビ
   ニルモノマー及び生物学的に活性な高分子を水中で乳化
   し、そして生物分解性親水性ポリマーと水溶性モノビニ
   ルモノマーとを共重合し、生物学的に活性な高分子をそ
   の中に閉じ込めることを含んで成る方法。 ２、前記生物分解性親水性ポリマーを、平均ポリマー鎖
   当り少なくとも２つのビニル基又は置換されたビニル基
   を含む生物分解性親水性ポリマーのビニル誘導体の共重
   合によって製造する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、前記生物分解可能な親水性ポリマーのビニル誘導体
   が次の式（ I ）： ＣＨ＿２＝ＣＲ＿１−（ＣＨ＿２）＿ｎ−Ｘ（ I ）〔
   式中、Ｒ＿１は水素原子又はメチル基であり；ｎは０、
   １又は２であり；Ｘは次の式：−Ｏ−Ｒ＿２、−ＮＨＲ
   ＿２、▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式、
   化学式、表等があります▼ （Ｒ＿２は、平均ポリマー鎖当り少なくとも２つのビニ
   ル基又は置換されたビニル基を含む生物分解性親水性ポ
   リマーを示す）で表わされる化合物である〕で表わされ
   る特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４、前記生物分解性親水性ポリマーを、多糖類、タンパ
   ク質性ポリマー、多糖類の可溶性誘導体、タンパク質性
   ポリマーの可溶性誘導体、ポリペプチド、ポリエステル
   、ポリオルトエステル及び同様のものから成る群から選
   択する特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５、前記生物分解性親水性ポリマーが多糖類である特許
   請求の範囲第４項記載の方法。 ６、前記多糖類が澱粉誘導体である特許請求の範囲第５
   項記載の方法。 ７、前記生物分解性親水性ポリマーがポリペプチドであ
   る特許請求の範囲第４項記載の方法。 ８、前記ポリペプチドがポリ−（Ｎ−ヒドロキシアルキ
   ル）アスパラギン又はポリ−（Ｎ−ヒドロキシアルキル
   ）グルタミンである特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９、前記水溶性モノビニルモノマーを、アクリル酸又は
   メタクリル酸の親水性エステル及び／又はアミド、水溶
   性ビニル誘導体、アクリル酸及びメタクリル酸から成る
   群から選択する特許請求の範囲第１項記載の方法。 １０、前記生物分解性親水性ポリマー：水溶性モノビニ
   ルモノマーの比が重量に基づいて約１：５〜約４０：１
   の範囲にある特許請求の範囲第１項記載の方法。 １１、前記生物学的に活性な高分子物質がホルモン、タ
   ンパク質、ペプチド、ワクチン、酵素又は酵素インヒビ
   ターである特許請求の範囲第１項記載の方法。 １２、前記重合を、約０℃〜約５０℃の温度で行なう特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 １３、前記重合を、粒状重合技法を用いて行なう特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 １４、生物学的に活性な高分子物質を調節された速度で
   放すことができる薬物投与システムであって、生物分解
   性球状ポリマー構造体内に物理的に閉じ込められた生物
   学的に活性な高分子物質を含むポリマー構造体を含んで
   成る薬物投与システム。 １５、前記閉じ込められた、生物学的に活性な高分子物
   質が、水性培体中において拡散によって放され、該拡散
   の速度は、ポリマー構造体の架橋密度に依存する特許請
   求の範囲第１４項記載の薬物投与システム。