JPWO2019044916A1 - 薬剤担持薄膜 - Google Patents

薬剤担持薄膜 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2019044916A1
JPWO2019044916A1 JP2019539591A JP2019539591A JPWO2019044916A1 JP WO2019044916 A1 JPWO2019044916 A1 JP WO2019044916A1 JP 2019539591 A JP2019539591 A JP 2019539591A JP 2019539591 A JP2019539591 A JP 2019539591A JP WO2019044916 A1 JPWO2019044916 A1 JP WO2019044916A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
drug
polymer
lactic acid
supporting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019539591A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7254299B2 (ja
Inventor
徹 茂呂
徹 茂呂
田中 栄
栄 田中
琢 齋藤
琢 齋藤
文子 矢野
文子 矢野
石原 一彦
一彦 石原
陽介 岡村
陽介 岡村
秀太 高野
秀太 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Tokyo NUC
Tokai University Educational Systems
Original Assignee
University of Tokyo NUC
Tokai University Educational Systems
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Tokyo NUC, Tokai University Educational Systems filed Critical University of Tokyo NUC
Publication of JPWO2019044916A1 publication Critical patent/JPWO2019044916A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7254299B2 publication Critical patent/JP7254299B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K45/00Medicinal preparations containing active ingredients not provided for in groups A61K31/00 - A61K41/00
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/34Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyesters, polyamino acids, polysiloxanes, polyphosphazines, copolymers of polyalkylene glycol or poloxamers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/22Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/04Macromolecular materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/04Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

【解決課題】薬剤のキャリアとして用いることができ、組織癒着防止効果、及び細菌付着・バイオフィルム形成抑制効果を有する、薬剤担持薄膜を提供すること。【解決手段】ポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸の共重合体、及び、ホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体を含む、高分子薄膜(1)と、前記高分子薄膜(1)の上に配置された医療用適合性材料を含んでなる薄膜と、前記薄膜の上に担持された薬剤と、前記薬剤の上に被覆した高分子薄膜(2)と、を備え、前記薬剤が、前記薄膜と前記高分子薄膜(2)が互いに接する部分を有するように配置される、薬剤担持薄膜。【選択図】なし

Description

本発明は、新規な高分子薄膜、これを用いた薬剤担持薄膜及び医薬製剤、並びに当該薬剤担持薄膜の製造方法に関する。
疾患治療における薬剤は、経口や点滴等により投与されるが、こうした手法では効果を発揮しえない薬剤が少なからず存在する。たとえばBMP−2やFGF−2は骨形成能を有するタンパク質であり、骨折部における治癒を促進することが期待できるが、経口・点滴投与では効果を発揮できず、患部に一定期間作用させる必要がある。こうした薬剤のキャリアには、(1)患部に接着して一定期間とどまること、(2)スペースをとらないこと、(3)生体親和性に優れること、(4)薬剤の徐放効果を有することが求められているが、これらの性質を兼ね備えたものは実用化されていない。
外傷や手術後に発生する組織癒着は、組織の可動性(例えば、腱であれば滑走運動、筋であれば収縮運動、腸管であれば蠕動運動)を損ない、ときに関節拘縮等の著しい機能障害を惹起する。しかも、組織癒着は一度発生すると外科的処置を用いなければ、通常は解消困難である。このため、これまでに様々な組織癒着防止材の研究が行われてきた。これらは合成高分子材料と生体吸収性材料に大別できるが、損傷部の修復に悪影響を及ぼす、生体親和性が低く異物反応を惹起する等の理由で、運動器疾患に使用できる有効な組織癒着防止材はこれまでに国内外で実用化されていない。
手術後に生じる感染は、深刻な合併症を引き起こす場合がある。体内に設置された医療機器周囲の感染を例にとると、医療機器表面に細菌が付着し、付着した細菌は増殖をしながらバイオフィルムを形成する。ひとたびバイオフィルムが形成されると、経口や点滴等により投与された抗生剤がこの層によって細菌に到達することができず、治療をすることがきわめて困難となり、医療機器の抜去を要することが少なくない。
薬剤のキャリアとして用いることができ、組織癒着防止効果、及び細菌付着・バイオフィルム形成抑制効果を有する、薬剤担持薄膜を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、特定の高分子薄膜と生体適合性材料からなる薄膜を積層したナノメーターの厚みの多層シートに薬剤を担持させた薬剤担持薄膜が上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、
[1]ポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸の共重合体、及びホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体を含む、高分子薄膜。
[2]ホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位が、下記一般式(1):
Figure 2019044916
(式中、Xは、重合した状態の重合性原子団を表し、Rは、単結合あるいは置換基を有していてもよいフェニル基又は−C(O)−、−C(O)O−、−O−、−S−、−CONH−、−NHCO−若しくは−NHCOO−で示される基を表し、iは2から10の整数を表す。)
で示される構造を有する、[1]に記載の高分子薄膜。
[3]前記一般式(1)で示される構造を有するモノマー単位が、下記一般式(2):
Figure 2019044916
で示される構造を有する、[2]に記載の高分子薄膜。
[4]前記重合体が、2−メタクリロキシエチルホスホリルコリンとn−ブチルメタクリレートとの共重合体である、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の高分子薄膜。
[5]ポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸との共重合体と前記重合体の重量比が1:0.1〜1:1である、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の高分子薄膜。
[6][1]〜[5]のいずれか1項に記載の高分子薄膜、及び
前記高分子薄膜の上に配置された医療用適合性材料を含んでなる薄膜、
を有する多層シート。
[7]前記医療用適合性材料が、ポリ−DL−乳酸、ポリ−L−乳酸、ポリカプロラクトン及びそれらの任意の組み合わせの共重合体からなる群から選択されるいずれか1種以上を含む、[6]に記載の多層シート。
[8]ポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸の共重合体、及び、ホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体を含む、高分子薄膜(1)と、
前記高分子薄膜(1)の上に配置された医療用適合性材料を含んでなる薄膜と、
前記薄膜の上に担持された薬剤と、
前記薬剤の上に被覆した高分子薄膜(2)と、
を備え、
前記薬剤が、前記薄膜と前記高分子薄膜(2)が互いに接する部分を有するように配置される、薬剤担持薄膜。
[9]前記高分子薄膜(2)が、
(1)ポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸との共重合体、及びホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体、または、
(2)ポリ−L−乳酸、ポリ−DL−乳酸、ポリカプロラクトン又は乳酸とグリコール酸の共重合体から選択される1種以上
を含む、[8]に記載の薬剤担持薄膜。
[10]前記薬剤が、骨形成能を有するタンパク質又は化合物である、[9]に記載の薬剤担持薄膜。
[11]前記骨形成能を有するタンパク質又は化合物が、BMP2、BMP4又はBMP7から選択されるBMPファミリー、FGF−2、WNTファミリー又はRSPOファミリーから選択されるWNTシグナル関連タンパク、ヘッジホッグ関連タンパク、Hhアゴニスト又はBSAから選択される1種以上である、[10]に記載の薬剤担持薄膜。
[12]前記高分子薄膜(1)の厚みが10〜200nmである、[8]〜[11]のいずれか1項に記載の薬剤担持薄膜。
[13]薬剤担持薄膜の厚みが、20nm〜400nmである、[8]〜[12]のいずれか1項に記載の薬剤担持薄膜。
[14]前記薬剤が0.1ng/cm〜1mg/cmの量で担持される、[8]〜[13]のいずれか1項に記載の薬剤担持薄膜。
[15]薬剤担持薄膜の一方の表面に、さらに、支持膜を積層した、[8]〜[14]に記載の薬剤担持薄膜。
[16]支持膜が、可溶性高分子膜、メッシュ及び不織布からなる群から選択される、[15]に記載の薬剤担持薄膜。
[17]薬剤担持薄膜の支持膜側の表面とは反対側の表面を、薬物を供給する生体組織に接触させ、その後、支持膜を除去することにより薬剤担持薄膜を生体組織に貼付する、[16]又は[17]に記載の薬剤担持薄膜。
[18][8]〜[17]のいずれか1項に記載の薬剤担持薄膜を含む医薬製剤。
[19]癒着防止材、薬剤徐放シート、感染予防シート、縫合糸又は創傷治療用シートとして用いられる、[8]〜[17]のいずれか1項に記載の薬剤担持薄膜。
[20]骨折を治療するために用いられる、[18]に記載の医薬製剤。
[21]組織癒着を防止するために用いられる、[18]に記載の医薬製剤。
[22]細菌付着及び/又はバイオフィルム形成を抑制するために用いられる、[18]に記載の医薬製剤。
[23]創傷を治療するために用いられる、[18]に記載の医薬製剤。
[24]組織修復をするために用いられる、[18]に記載の医薬製剤。
[25]褥瘡の治療に用いられる、[18]に記載の医薬製剤。
[26]病変部で薬剤を徐放する薬剤キャリアとして用いられる、[18]に記載の医薬製剤。
[27]薬剤担持薄膜の調製方法であって、以下の工程:
(a)少なくとも1層からなる、ポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸の共重合体、及びホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体を含む高分子薄膜(1)を形成する工程と、
(b)高分子薄膜(1)の上に医療用適合性材料を含んでなる薄膜を形成する工程と、
(c)前記薄膜の上に薬剤を担持する工程と、
(d)前記薬剤を、少なくとも1層からなる高分子薄膜(2)で被覆する工程と
を含み、薬剤、前記薄膜と前記高分子薄膜(2)が互いに接する部分を有するように配置される、前記方法。
[28]前記高分子薄膜(1)をアルギン酸ナトリウムからなる犠牲層の上に形成させる、[27]に記載の調製方法。
を提供するものである。
本発明の薬剤担持薄膜は、患部の形状に合わせて接着することが可能であり、ナノメートルの厚みであるためスペースをとらず、任意の大きさに設定することができる。また、本発明の薬剤担持薄膜は、任意の生体親和性材料を用いて作成可能であり、任意の量の薬剤を滴下してサンドウィッチ構造とすることで薬剤を担持し、徐放することが可能である。更に、本発明の薬剤担持薄膜は、最表層にホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体を含んでいることにより、細胞癒着の防止、細菌付着・バイオフィルム形成の抑制が可能である。
本発明の薬剤担持薄膜の非限定的な例 本発明の薬剤担持薄膜の調製方法の非限定的な例 実施例1の蛋白質担持薄膜の調製方法 比較例1の薄膜の水中での膨潤の評価結果 比較例2の薄膜の水中での膨潤の評価結果 実施例1の高分子薄膜(1)の水中での膨潤の評価結果 本発明の多層シート及び比較例1の水滴接触角の評価結果 本発明の多層シートのXPSの評価結果 黄色ブドウ球菌の付着実験を行ったサンプルの蛍光顕微鏡の観察結果 黄色ブドウ球菌の付着実験を行ったサンプルのSEM観察結果 黄色ブドウ球菌の付着実験を行ったサンプルに付着した菌数の測定結果
以下、本発明について詳細に説明する。本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更し実施し得る。なお、本明細書に記載した全ての文献及び刊行物は、その目的にかかわらず参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする。
本発明の薬剤担持薄膜は、ポリ−DL−乳酸、及び、ホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体を含む、高分子薄膜(1)と、高分子薄膜(1)の上に配置された医療用適合性材料を含んでなる薄膜と、薄膜の上に担持された薬剤と、薬剤の上に被覆した高分子薄膜(2)とを備え、薬剤が、薄膜と高分子薄膜(2)が互いに接する部分を有するように配置されるものである。本発明の薬剤担持薄膜においては、高分子薄膜(1)を用いることが重要である(以下、高分子薄膜(1)を「本発明の高分子薄膜」とも言う)。また、高分子薄膜(1)と高分子薄膜(1)の上に配置された医療用適合性材料を含んでなる薄膜を有する多層シートを「本発明の多層シート」とも言う。以下において、本発明の薬剤担持薄膜を構成する部材毎に順に説明する。
1.高分子薄膜(1)
高分子薄膜(1)は、ポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸との共重合体、及び、ホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体を含む。ここで、乳酸とグリコール酸の共重合体は、乳酸モノマーとグリコール酸モノマーを任意の比率(モル比)で含む共重合体であってよい。
高分子薄膜(1)がホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体(以下「重合体(A)」とも略記する。)を含むことにより、高分子薄膜(1)へのタンパク質の吸着や細菌の接着を抑制することが可能であり、高分子薄膜(1)を薬剤担持薄膜の表面層に用いると、細胞癒着の防止、細菌付着・バイオフィルム形成の抑制が可能である。
ここで、高分子薄膜(1)は、重合体(A)のみからなるものでもタンパク質の吸着及び細菌の接着の抑制能の点では好ましいが、高分子薄膜(1)を薬剤担持薄膜の表面層に用いて医薬製剤とする場合は、重合体(A)は支持膜として通常使用されるポリテトラフルオロエチレンメッシュ等との親和性が高いため、重合体(A)のみからなる高分子薄膜(1)は支持膜から剥離しにくくなることから、ポリ−DL−乳酸、又は乳酸とグリコール酸の共重合体のように、ガラス転移温度が室温よりも高く、かつ重合体(A)を溶解させる溶媒に可溶な生分解性高分子を含有させることが好ましい。
また、高分子薄膜(1)を製造する際は、通常、水に溶解する基板上に高分子薄膜(1)を形成し、基板と一緒に薄膜を水に浸漬させて高分子薄膜(1)を得るが、高分子薄膜(1)が重合体(A)のみからなる場合は、薄膜が水に膨潤してサイズが変化するという不都合が生じる。ポリ−DL−乳酸、又は乳酸とグリコール酸の共重合体のように、ガラス転移温度が室温より高く、かつ重合体(A)を溶解させる溶媒に可溶な生分解性高分子をブレンドすると、高分子薄膜(1)の水中での膨潤を回避することができ好ましい。
ホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位は、好ましくは、下記一般式(1)で示される構造を有する。
Figure 2019044916
一般式(1)中、Xは、重合した状態の重合性原子団を表し、Rは、単結合あるいは置換基を有していてもよいフェニル基又は−C(O)−、−C(O)O−、−O−、−S−、−CONH−、−NHCO−若しくは−NHCOO−で示される基を表し、iは2から10の整数を表す。
一般式(1)中、Xは、重合した状態の重合性原子団を表すものであればよく、限定はされないが、具体的には、例えば、ビニル系モノマー残基、アセチレン系モノマー残基、エステル系モノマー残基、アミド系モノマー残基、エーテル系モノマー残基及びウレタン系モノマー残基等が好ましく、これらの中でも、ビニル系モノマー残基がより好ましい。ビニル系モノマー残基としては、限定はされないが、例えば、ビニル部分が付加重合している状態のメタクリルオキシ基、メタクリルアミド基、アクリルオキシ基、アクリルアミド基、スチリルオキシ基及びスチリルアミド基等が好ましく、これらの中でも、メタクリルオキシ基、メタクリルアミド基、アクリルオキシ基及びアクリルアミド基がより好ましい。
ホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位は、更に好ましくは、下記一般式(2)で示される構造を有する。
Figure 2019044916
上記式(2)の構造のモノマー単位は、2−メタクリロキシエチルホスホリルコリン(MPC)とも言う。
重合体(A)は、上記一般式(1)又は(2)で示される構造のモノマー単位のみからなる重合体であってもよいが、他のモノマーの共重合体であってもよい。このような他のモノマーとして、n−ブチルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルシルメタクリレート、n−ドデシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート等のアルキルメタクリレート等が挙げられるが、好ましくは、溶解と成膜性の観点からn−ブチルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルシルメタクリレート、n−ドデシルメタクリレートである。
本発明の高分子薄膜の1つの好ましい側面として、重合体(A)は、MPCとn−ブチルメタクリレートとの共重合体である。ここで、当該共重合体におけるn−ブチルメタクリレートの含有量は、好ましくは10mol%から50mol%である。10mol%を下回ると疎水性と成膜性が欠如し、安定な被覆膜が得られないばかりか、表面のホスホリルコリン基密度が生体親和性を発現するに至らない。一方で50mol%以上では、MPCポリマーが水溶性となるために安定性に欠ける。
高分子薄膜(1)におけるポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸の共重合体と重合体(A)の重量比は、好ましくは1:0.1〜1:1、更に好ましくは1:0.2〜1:1である。重合体(A)の重量比が0.1未満の場合、表面のホスホリルコリン基密度が低下して生体適合性を発現するに至らず、また、重合体(A)の重量比が1より大きい場合、高分子薄膜(1)が膨潤してサイズが変化するという不都合が生じる。
本発明の1つの好ましい側面において、高分子薄膜(1)は厚み方向においてポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸の共重合体と重合体(A)の濃度勾配を有する。即ち、高分子薄膜(1)は、一方の表面における重合体(A)の濃度と他方の表面における重合体(A)の濃度が異なる。本発明の1つの特に好ましい側面において、高分子薄膜(A)を形成する際に基板と接する側の面(即ち、薬剤担持薄膜における薄膜と接する側と反対の面)の表面の方向において重合体(A)が偏析する。
高分子薄膜(1)は、1層でもよいし、2層以上を積層させた多層構造であってもよい。2層以上を積層させる場合は、各層のポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸の共重合体と重合体(A)の重量比は同じであっても異なっていてもよい。
高分子薄膜(1)の厚みは、好ましくは10〜200nm、より好ましくは20〜180nmである。
2.多層シート
本発明の多層シートは、上記した高分子薄膜(1)、及び高分子薄膜(1)の上に配置された医療用適合性材料を含んでなる薄膜(以下「薄膜(B)」とも言う。)を有する。
本発明の多層シートを薬剤担持薄膜に用いて疾患治療する場合は、当該薄膜は患部(病変部)に接着する層(組織接着層)となることから、医療用適合性材料から構成されていることが重要である。
また、高分子薄膜(1)上に医療用適合性材料を含んでなる薄膜を形成させると、高分子薄膜(1)を製造する際に用いた基板から剥離させるために水に浸漬させる場合に、高分子薄膜(1)の水中での膨潤を回避することができ好ましい。
医療用適合性材料としては、ポリ−DL−乳酸、ポリ−L−乳酸、ポリカプロラクトン及びそれらの任意の組み合わせの共重合体からなる群からそれぞれ独立して選択されるいずれかをブレンドしてもよい。
薄膜(B)は、1層でもよいし、2層以上を積層させた多層構造であってもよい。2層以上を積層させる場合は、各層の薄膜は同じ医療用適合性材料から構成されていてもよいし、各々異なる医療用適合性材料から構成されていてもよい。
薄膜(B)の厚みは、好ましくは10〜200nm、より好ましくは20〜180nmである。
薄膜(B)には薬剤を含有させてもよい。薬剤としては、後述する本発明の薬剤担持薄膜に担持させる薬剤を任意に選択することができる。
3.薬剤担持薄膜
本発明の薬剤担持薄膜は、ポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸の共重合体、及び、ホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体を含む高分子薄膜(1)と高分子薄膜(1)の上に配置された医療用適合性材料を含んでなる薄膜(B)と、薄膜(B)の上に担持された薬剤と、薬剤の上に被覆した高分子薄膜(2)とを備え、薬剤が、薄膜(B)と高分子薄膜(2)が互いに接する部分を有するように配置されるものである。
3−1.薬剤
本発明の薬剤担持薄膜は、薄膜(B)の上に薬剤が担持された構造を有する。本明細書中、「担持」とは、薬剤が、薄膜(B)と高分子薄膜(2)の間に挟み込まれた状態を意味する。
薬剤は、液状の薬剤でも固体状の薬剤でもよい。
薬剤の種類は、薬剤担持薄膜を用いる部位、疾患等により任意に選択されるが、その非限定的な例として、骨形成能を有するタンパク質、抗菌剤(例えば、キノロン系、より具体的には、レボフロキサシン、オフロキサシン、ノルフロキサシン、トスフロキサシン、シプフロキサシン、スパルフロキサシン、ロメフロキサシン、フレロキサシン、エノキサシン等、テトラサイクリン系、より具体的には、テトラサイクリン、ミノサイクリン、ドキシサイクリン、デメチルクロルテトラサイクリン等)、緑内障治療薬(例えば、プロスタグランジン類、より具体的には、ラタノプロスト、ビマトプロスト、イソプロピルウノプロストン、トラボプロスト、タフルプロスト、ザラカム(R)、デュオトラバ(R)等)、創傷治療剤(例えば、塩基性線維芽増殖因子(bFGF)、ソルコセリル、塩化リゾチーム、トレチノイントコフェリル、ブクラデシンナトリウム、アルプロスタジル等) 、抗炎症剤(例えば、アズレンスルホン酸ナトリウム、プラノプロフェン、ジクロフェナクナトリウム、ブロムフェナクナトリウム)、抗アレルギー剤(例えば、メキタジン、マレイン酸クロルフェニラミン、フマル酸クレマスチン、塩酸ホモクロルシクリジン、塩酸ヒドロキシジン、塩酸シプロヘプタジン、塩酸アゼラスチン、エバスチン、フマル酸エメダスチン、塩酸オロパタジン、フマル酸ケトチフェン、オキサトミド、セチリジン、塩酸エピナスチン、ベポタスチン、フェキソフェナジン、ロラタジン)、抗癌剤(例えば、ゲムシタビン、フルオロウラシル、イリノテカン、オキサリプラチン、テガフール、ウラシル、サイメリン、ニドラン、シスプラチン、カルボプラチン、ドセタキセル等)、チトクロームc、スルファジアジン銀、硝酸銀、酢酸銀、尿素、消毒剤(例えば、銀、ヨード、イソジン等)等が挙げられる。
本発明の薬剤担持薄膜は、経口・点滴投与では効果を発揮できず、患部に一定期間作用させて用いる薬剤のキャリアとして好適に使用することができることから、薬剤としては、骨形成能を有するタンパク質、例えば、BMPファミリー(BMP2,4,7)、WNTシグナル関連タンパク(WNTファミリー、RSPOファミリー)、ヘッジホッグ関連タンパク(IHHなど)、FGF−2又はBSAが好ましい。また、骨形成能を有する化合物、例えば、Hhアゴニスト(例えば、SAG(smoothened agonist)など)も好ましい。
骨形成能を有するタンパク質としては、BMP−2、FGF−2又はBSAのいずれか1種以上から選択される。
薬剤の担持量は任意に選択することができるが、好ましくは0.1ng/cm〜1mg/cmの量で担持される。
3−2.高分子薄膜(2)
本発明の薬剤担持薄膜は、薄膜(B)の上に担持された薬剤の上に被覆した高分子薄膜(2)を有し、薬剤が、薄膜(B)と高分子薄膜(2)が互いに接する部分を有するように配置される。即ち、薬剤担持薄膜は、高分子薄膜(2)と薄膜(B)とで薬剤を挟み込んだ構造を有する。
本発明の薬剤担持薄膜において「薬剤が、薄膜(B)と高分子薄膜(2)が互いに接する部分を有するように配置される」とは、薬剤が、薄膜(B)と高分子薄膜(2)との間に層を形成するように配置されるのではなく、各薬剤間で、薄膜(B)と高分子薄膜(2)が互いに直接接する部分を有するように配置されることを意味する。
本発明の薬剤担持薄膜において、薬剤を、薄膜(B)の面全体に渡って分散するように配置しても、あるいは、薄膜(B)の面の一部(例えば、中心部)に集中するように配置してもよい。
高分子薄膜(2)の大きさ(サイズ)は薄膜(B)と略同一の大きさでもよいが、薬剤を挟み込む(キャップする)のに十分な大きさであれば薄膜(B)のサイズよりも小さくてもよい。特に、薬剤を薄膜(B)の面の一部(例えば、中心部)に集中するように配置する場合は、高分子薄膜(2)の大きさは薬剤を挟み込むのに十分な大きさで薄膜(B)よりも小さくするのが好ましい。また、高分子薄膜(2)の大きさが薄膜(B)より小さくすることで、薄膜(B)に組織接着層として機能する余白が生まれる点でも好ましい。
例えば、薬剤担持薄膜が四角形の場合、高分子薄膜(2)の各辺の長さは、薄膜(B)の各辺の長さの約1/4〜約3/4である。また、薬剤担持薄膜が円形の場合、高分子薄膜(2)の半径の長さは、薄膜(B)の半径の長さの約1/4〜約3/4である。
高分子薄膜(2)は、好ましくは、ポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸の共重合体及びホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体(重合体(A))、または、ポリ−L−乳酸、を含む。
高分子薄膜(2)の厚みは、好ましくは10〜200nm、より好ましくは20〜180nmである。
高分子薄膜(2)は、1層でもよいし、2層以上を積層させた多層構造であってもよい。2層以上を積層させる場合は、各層を構成する高分子材料は同じであっても異なっていてもよい。
1つの実施態様において、高分子薄膜(2)は、ポリ−L−乳酸を含んでなる層と、ポリ−DL−乳酸及び重合体(A)を含んでなる層の2層からなる。
3−3.薬剤担持薄膜の形状
薬剤担持薄膜の形状としては、四角形、多角形(例えば、五角形、六角形、七角形又は八角形)、円形、楕円形、リボン形、ひも形、ドーナッツ形、リング形などが挙げられる。好ましくは、四角形、多角形(例えば、五角形、六角形、七角形又は八角形)、円形、楕円形、ドーナッツ形、リング形などが挙げられる。より好ましくは、一片の長さが1cm〜15cm(好ましくは、2cm〜4cm)の四角形、直径が1cm〜15cm(好ましくは、2cm〜4cm)の円形、長辺の長さが1cm〜15cm(好ましくは、2cm〜4cm)、短辺の長さが0.5cm〜10cm(好ましくは、1cm〜2cm)の楕円形などである。
図1に、本発明の薬剤担持薄膜の非限定的な例を示す。
ここでは、高分子薄膜(1)としてMPCポリマー/ポリ−DL−乳酸(PLA)薄膜を用い、薄膜(B)としてPLLA薄膜を用い、薬剤としてBSA(50μg)を用い、高分子薄膜(2)としてMPCポリマー/PLA薄膜を用い、支持膜としてテフロンメッシュを用いており、高分子薄膜(1)と薄膜(B)からなる積層体の厚みは60nmで、高分子薄膜(2)の厚みは30nmであるが、本発明の薬剤担持薄膜はこれに限定されるものではない。
薬剤担持薄膜全体の厚みは、好ましくは20nm〜400nm、より好ましくは40nm〜360nmである。
本発明の1つの側面において、薬剤担持薄膜は、薬剤担持薄膜の一方の表面に、さらに、支持膜を積層してもよい。支持膜を積層することで、薬剤担持薄膜を医薬製剤、癒着防止材、薬剤徐放シート、感染予防シート、縫合糸又は創傷治療用シート等として用いる際に、取扱いが容易となる。
支持膜としては、可溶性高分子膜、メッシュ及び不織布からなる群から選択することができる。
本発明の薬剤担持薄膜は薬剤担持薄膜の支持膜側の表面とは反対側の表面を、薬物を供給する生体組織に接触させ、その後、支持膜を除去することにより薬剤担持薄膜を生体組織に貼付することができる、
3−4.薬剤担持薄膜の調製方法
本発明の薬剤担持薄膜の調製方法は、以下の工程:
(a)少なくとも1層からなる、ポリ−DL−乳酸、及び、ホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体(重合体(A))を含む高分子薄膜(1)を形成する工程と、
(b)高分子薄膜(1)の上に医療用適合性材料を含んでなる薄膜(B)を形成する工程と、
(c)前記薄膜(B)の上に薬剤を担持する工程と、
(d)前記薬剤を、少なくとも1層からなる高分子薄膜(2)で被覆する工程と
を含む。ここで、薬剤、前記薄膜(B)と前記高分子薄膜(2)が互いに接する部分を有するように配置される。
工程(a)では、高分子薄膜(1)を、適当な基板上に形成するようにしてよい。基板としては、シリコン基板、プラスチック基板、ガラス基板などを挙げることができる。
また、高分子薄膜(1)を形成させる前に、基板上に水溶性フィルムからなる犠牲層を形成するのが好ましい。このような犠牲層を形成させておくと、高分子薄膜(1)と薄膜(B)からなる積層体を水中で浸漬させることで、基材から積層体を容易に剥離することができる。
犠牲層としては、ポリビニルアルコール(PVA)、アルギン酸ナトリウムの薄膜を用いることができるが、ポリ−DL−乳酸及び重合体(A)の高分子薄膜(1)を形成する際に、通常溶媒としてエタノール又はその混合溶媒を使用するが、アルギン酸ナトリウムの薄膜はエタノールに膨潤しにくいので好ましい。
基板上に高分子薄膜(1)を形成する方法として、スピンコーティング法、浸漬法、スプレーコーティング法、バーコーティング法、グラビアコーティング法などの公知の膜形成方法を用いることができる。
スピンコーティング法を用いた場合は、例えば、基板上に、所定濃度(例えば、0.1〜200mg/mL、好ましくは、0.5〜100mg/mL、より好ましくは、1〜50mg/mL)の高分子溶液を塗布した後、スピンコーターにより2000〜6000rpmで10〜60秒基板を回転させることにより乾燥させて、高分子薄膜(1)を形成する。
溶媒としては、重合体(A)を溶解できる溶媒であれば任意に使用することができるが、エタノール、エタノールとトルエンの混合溶媒(エタノール:トルエン=1:2〜1:6(体積比))、を好適に使用することができる。
スピンコーティング法を用いた場合、薄膜の厚さは高分子の濃度、スピンコーターの回転速度などを変えることにより制御することができる。具体的には、高分子の濃度を薄くすること、スピンコーターの回転速度を上げること、スピンコーターの回転時間を上げることなどにより層の厚さを薄くすることができる。
グラビアコーティング法を用いた場合、薄膜の厚さは、高分子の濃度、バーの線数や回転速度を変えることにより制御することができる。具体的には、高分子の濃度を薄くすること、バーの線数を下げること、回転速度を下げることにより層の厚さを薄くすることができる。
浸漬法を用いた場合、基板を高分子の溶液に所定の時間浸漬してこれを基板表面に付着させた後、基板を洗浄液に浸漬して過剰な高分子を除去する。薄膜の厚さは、高分子溶液の濃度、粘度、浸漬時間、浸漬温度などを変えることにより制御できる。濃度や粘度を下げること、浸漬時間を短くすること、浸漬温度を低くすることなどにより薄膜の厚さを下げることができる。
スプレーコーティング法を用いた場合、基板に高分子溶液を所定の噴霧条件で所定時間噴霧してこれを基板表面に付着させた後、基板に洗浄液を所定時間噴霧して過剰な高分子を除去する。薄膜の厚さは、高分子溶液の濃度、粘度、噴霧時間、洗浄時間などを変えることにより制御できる。濃度や粘度を下げること、噴霧の液滴を小さくすること、噴霧時間を短くすること、洗浄時間を長くすることなどにより薄膜の厚さを薄くすることができる。
工程(b)では、高分子薄膜(1)の上に医療用適合性材料を含んでなる薄膜(B)を形成する。薄膜(B)を形成する方法として、スピンコーティング法、浸漬法、スプレーコーティング法、バーコーティング法、グラビアコーティング法などの公知の膜形成方法を用いることができる。
スピンコーティング法を用いる場合の溶液の濃度、スピンコーターの回転数及び時間については、高分子薄膜(1)を形成する場合と同様の条件を使用することができる。
溶媒としては、使用する医療用適合性材料を溶解することができ、高分子薄膜(1)を構成するポリマー、特に重合体(A)を溶解しない溶媒であれば任意の溶媒を使用することができる。医療用適合性材料として、ポリ−L−乳酸を用いる場合は、クロロホルム、ジクロロメタンを好適に使用することができる。ポリ−DL−乳酸を使用する場合は、クロロホルム、ジクロロメタン、酢酸エチル、アセトン、トルエンを好適に使用することができる。
ポリカプロラクトンを使用する場合は、クロロホルム、ジクロロメタン、酢酸エチル、アセトン、トルエンを好適に使用することができる。
高分子薄膜(1)の上に薄膜(B)を形成する方法としては、予め別に形成させた薄膜(B)を高分子薄膜(1)の上に積層させる方法を用いることもできる。この場合、不織布等の上に薄膜(B)を形成させておき、薄膜(B)の面を高分子薄膜(1)の上に重ね合わせ、ローラーやラミネーター等で所定の圧力をかける等して圧着させることにより、高分子薄膜(1)と薄膜(B)の積層体を得ることができる。
高分子薄膜(1)の上に薄膜(B)を形成した後、そのまま工程(c)に供してもよいが、高分子薄膜(1)と薄膜(B)の積層体(本発明の多層シート)を基板から剥離させてから、多層シートを工程(c)に供するのが好ましい。特に基材として水溶性ポリマーフィルムを用いる場合は、通常多層シートを水に浸漬させて基材を水に溶解させるが、この場合、薄膜(B)上に薬剤が担持されていると薬剤が水中に放出したり、高分子薄膜(2)から水が浸入するため、多層シートを予め基板から剥離するのが好ましい。
従って、本発明の薬剤担持薄膜の調製方法の1つの好ましい側面は、工程(b)の後に、高分子薄膜(1)と薄膜(B)からなる多層シートを基板から剥離させる工程を含む。多層シートを基板から剥離させるには、基板上の多層シートを水中に浸漬させることが好ましい。
基板から剥離した多層シートをそのまま工程(c)に供することもできるが、多層シートを支持膜に積層するのが好ましい。これにより、nm単位の厚みの多層シートの取扱い性(ハンドリング性)を向上させることができる。
支持膜としては、可溶性高分子膜(ポリビニルアルコール膜等)、メッシュ及び不織布からなる群から選択されるものを用いることができ、メッシュとしてはポリテトラフルオロエチレンを好適に用いることができる。
工程(c)では、薄膜(B)の上に薬剤を担持する。
本発明の1つの好ましい側面においては、支持膜に積層させた、高分子薄膜(1)と薄膜(B)からなる多層シートの薄膜(B)の上に薬剤を担持する。
固体状薬剤を担持させる方法としては、薬剤溶液を、薄膜(B)の上に滴下し、乾燥させることにより薬剤を担持する方法、薬剤溶液をスピンコーティング後に乾燥させる方法、薬剤溶液をスプレーコーティング後に乾燥させる方法、薬剤溶液をバーコーティング後に乾燥させる方法を用いることができる。
薬剤の濃度としては、薬剤の種類、適用部位、疾患の種類等により任意に決定されるが、通常0〜500g/mlである。
工程(d)では、薬剤を、少なくとも1層からなる高分子薄膜(2)で被覆する。
薬剤を高分子薄膜(2)で被覆する方法として、支持体に転写した高分子薄膜(2)で被覆することもできる。
この場合、高分子薄膜(2)として、高分子薄膜(1)とは別に調製したものを用いてよい。高分子薄膜(2)は、上記高分子薄膜(1)の形成方法に準じて調製することができる。調製した高分子薄膜(2)を、基板から剥離後、支持体(例えば、可溶性高分子膜(ポリビニルアルコール膜等)、メッシュ(テフロンメッシュ等)及び不織布等)に転写する。そして、支持体に転写した高分子薄膜(2)を、薄膜(B)の上の薬剤に重ねることで、薬剤を、薄膜(B)と高分子薄膜(2)とで挟み込むことができる。
図2に、本発明の薬剤担持薄膜の調製方法の非限定的な例を示す。ここでは、高分子薄膜(1)としてPMB(MPCとn−ブチルメタクリレートとの共重合体)/ポリ−DL−乳酸(PLA)薄膜を用い、薄膜(B)としてPLLA薄膜を用い、薬剤としてBSAを用い、高分子薄膜(2)としてPMB/PLA薄膜を用い、高分子薄膜(1)を形成させる基板としてアルギン酸ナトリウムを用い、支持膜としてテフロンメッシュを用い、高分子フィルム(2)の支持体として不織布を用いているが、本発明の調製方法はこれらに限定されるものではない。
4.薬剤担持薄膜の用途(医薬製剤等)
本発明の薬剤担持薄膜は、医薬製剤として好適に用いられる。即ち、本発明の医薬製剤は、本発明の好ましい態様の薬剤担持薄膜を含む。本発明の医薬製剤は、生体組織に貼付するため、例えば、薬剤を皮膚表面に投与するため、薬剤を骨損傷部に直接投与するため、薬剤を眼表面に投与するため、薬剤を癌組織に直接投与するため、薬剤を創傷部に投与するため、などに用いられる。
本発明の1つの好ましい側面において、本発明の薬剤担持薄膜又は医薬製剤は、癒着防止材、薬剤徐放シート、感染予防シート、縫合糸又は創傷治療用シートとして用いられる。
以下では、本発明の医薬製剤の使用等について説明するが、癒着防止材、薬剤徐放シート、感染予防シート、縫合糸又は創傷治療用シートとして用いる場合についても同様である。
本発明においては、薬剤の投与は、薄膜状の医薬製剤を、例えば皮膚、骨部、内臓組織、眼、癌組織などに貼付することにより行う。
本発明の医薬製剤が薬剤を皮膚に投与するために用いるものである場合、薬剤として、抗菌剤、抗炎症剤等が挙げられる。また、骨部に投与するために用いるものである場合、薬剤として、骨形成能を有するタンパク質(BMP−2、FGF−2、BSA等)が挙げられる。目に投与するために用いるものである場合、薬剤として、緑内障治療薬、抗菌剤、抗炎症剤、抗アレルギー剤等が挙げられる。本発明の医薬製剤が薬剤を癌組織に投与するために用いるものである場合、薬剤として、抗癌剤が挙げられる。
これらの薬剤は、有効成分の他に、医薬的に許容される担体や添加物を含むものであってよい。このような担体及び添加物として、水、医薬的に許容される有機溶剤、コラーゲン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリアクリル酸メチル、アルギン酸ナトリウム、水溶性デキストラン、カルボキシメチルスターチナトリウム、ペクチン、メチルセルロース、エチルセルロース、キサンタンガム、アラビアゴム、カゼイン、寒天、ポリエチレングリコール、ジグリセリン、グリセリン、プロピレングリコール、ワセリン、パラフィン、ステアリルアルコール、ステアリン酸、ヒト血清アルブミン、マンにトール、ソルビトール、ラクトース、医薬添加物として許容される界面活性剤等が挙げられる。
本発明の好ましい態様の医薬製剤は、細胞毒性が少なく、一回投与での作用の持続時間が長い。
本発明の好ましい態様の医薬製剤は、一回投与での作用の持続時間が長いので、例えば、本発明の医薬製剤の投与を医者が患者の通院のたびに病院で行い、患者自身では投与しないこととすることもできる。
また、本発明は、本発明の医薬製剤を、疾患の治療を必要とする対象に投与することを含む、疾患の治療方法を含む。対象は、ヒト、非ヒト哺乳動物(マウス、ラット、ウサギ、犬、猫等)等であり、好ましくは、ヒトである。疾患は、例えば、骨折、皮膚疾患、眼疾患(例、緑内障、角膜炎、ぶどう膜炎等)、結膜炎、癌等である。
2種以上の薬物を患者に投与するためには、2種以上の薬物を含む1種の医薬製剤を対象に投与するようにしてもよいし、あるいは、1種の薬物を含む2種以上の医薬製剤を対象に投与するようにしてもよい。
本発明の医薬製剤の投与量は、年齢、性別、体重、疾患の種類、症状、投与回数等によって異なる。例えば、成人(体重60kg)の骨折の治療に用いる場合は、薄膜1cmあたり骨形成能を有するタンパク質(BMP−2、FGF−2、BSA等)を、0μg〜150000μg、好ましくは、200μg〜20000μg担持する医薬製剤を、患部の生体組織に貼付する。生体組織に貼付する頻度は疾患の種類、症状により異なる。骨折の治療の場合には手術の時に骨折部に貼るだけで、創部を閉じてしまうため、通常張り替えることはない。癒着防止の場合も同様である。
本発明のいくつかの態様の医薬製剤は、支持膜を、薬剤担持薄膜の一方の高分子薄膜(1)側にのみ含む。この場合、前記医薬製剤の投与を、支持膜側とは反対側の表面を、薬物を供給する生体組織に接触させ、その後、支持膜を除去することにより薬剤担持薄膜を生体組織に貼付して、行うようにしてもよい。支持膜が水溶性高分子膜である場合、支持膜の除去は、生理塩水などにより洗浄することなどにより行うことができる。
本発明の医薬製剤の1つの好ましい側面は、骨折を治療するために用いられる医薬製剤である。
本発明の医薬製剤の1つの好ましい側面は、組織癒着を防止するために用いられる医薬製剤(例えば、癒着防止材)である。
本発明の医薬製剤の1つの好ましい側面は、細菌付着及び/又はバイオフィルム形成を抑制するために用いられる医薬製剤(例えば、感染防止シート)である。
本発明の医薬製剤の1つの好ましい側面は、創傷を治療するために用いられる医薬製剤(例えば、創傷治療用シート)である。
本発明の医薬製剤の1つの好ましい側面は、組織修復をするために用いられる医薬製剤である。
本発明の医薬製剤の1つの好ましい側面は、褥瘡の治療に用いられる医薬製剤である。
本発明の医薬製剤の1つの好ましい側面は、病変部で薬剤を徐放する薬剤キャリアとして用いられる医薬製剤(例えば、薬剤徐放シート)である。
[実施例1]
MPCポリマー(PMB30:MPCとn−ブチルメタクリレートとの共重合体で、MPCの組成が30mol%のMPCポリマー)を表裏面に有する蛋白質担持薄膜の調製法
図3に実施例1の蛋白質担持薄膜の調製法の概略図を示す。
1.PMB30/PLA−PLLA多層シート(大径)の調製
シリコン基板(30×30mm)上にアルギン酸ナトリウム水溶液(20mg/mL)を滴下後、スピンコート(MS−A100、ミカサ株式会社製、4000rpm、20s)し、乾燥させた(50C、60s)。次いで、MPCポリマー(PMB30)とポリ−D,L−乳酸(PLA)の混合溶液(10mg/mL:PMB30/PLA=0.33/1又は1/1(w/w)、エタノール/トルエン=1/4(v/v))を滴下後、スピンコート(4000rpm、20s)し、乾燥させた(50C、60s)。さらに、その上にポリ−L−乳酸(PLLA)溶液(10mg/mL、ジクロロメタン)を滴下後スピンコート(4000rpm、20s)し、再び乾燥させた(50C、60s)。最後にSiO基板ごと純水に浸漬させることで、犠牲層であるアルギン酸ナトリウムを溶解除去し、PMB30/PLA−PLLA多層シートを得た。
2.PMB30/PLA複合薄膜(小径)の調製
調製方法は1.と同様である。SiO基板から剥離する際、薄膜表面に約6×6mmの切れ込みを入れ、純水に浸漬させて剥離させた。
3.蛋白質のラッピング
1.の操作で、剥離させたPMB30/PLA−PLLA多層シート(大径)をテフロンメッシュにすくい取り、乾燥させた(r.t.,1h)。この時、PMB30側がテフロンメッシュに接するように転写した。次いで、薄膜の中央にモデル蛋白質のウシ血清アルブミン(BSA、10mg/mL、5μL)を滴下し、デシケータ内で乾燥させた(r.t.,1h)。最後に、PMB30/PLA複合薄膜(小径)をポリエチレン/ポリプロピレン製の不織布にすくい取り、BSAを覆うように薄膜(大径)の上に貼付し乾燥させた(r.t.,1h)。
このようにして、図3に示す蛋白質担持薄膜を得た。
[実施例2]
蛋白質担持薄膜の特性評価
(1)水中での膨潤の評価
PLAのみからなる薄膜(比較例1)、PMB30のみからなる薄膜(比較例2)、及び実施例1の1で調製したPMB30/PLA(1/1(w/w))からなる本発明の高分子薄膜(1)について、基板から水中で剥離させた時の薄膜の膨潤の度合いを、水中に浸漬後の各薄膜の大きさを基板のサイズと比較することにより目視で評価した。結果を図4に示す。なお、比較例1,2の薄膜は、実施例1の1の条件に準じて調製した。
比較例1の薄膜(図4a)は水中に浸漬した後も基板サイズを維持しているのに対して、比較例2の薄膜は図4bで示すように水中に浸漬した後膨潤し基板サイズより大きくなっている。これに対して、本発明の高分子薄膜(1)は、図4cに示すように、PLAとブレンドすることにより膨潤を回避でき、基板サイズとほぼ同じ程度の大きさを維持している。
(2)水滴接触角の測定
PLLAのみからなる薄膜をシリコン基板に貼付したもの(比較例1)、及び実施例1の1で調製したPMB30/PLA(1/1(w/w))−PLLAからなる本発明の多層シートについて、PLLA側が表面になるようシリコン基板に貼付したもの、PMB30側が表面になるようにシリコン基板に貼付したものを調製し、それぞれ純水中に浸漬させた(r.t.,12h)。表面の水を除去した後、接触角計(DMe−211、 協和界面科学株式会社製)を用いて水接触角を測定した。結果を図5に示す。なお、比較例1の薄膜は実施例1の1の条件に準じて調製した。比較例1では、水を滴下した直後の接触角は70°付近であり、10分経過後も維持していた。これに対して、本発明の多層シートのPLLA側を表面にした場合、比較例1よりは接触角はわずかに低下した。それと比較して、PMB30側を表面にした場合、顕著に接触角が低下したことから、親水性基であるPMB30がPMB30/PLA高分子薄膜の片面に偏在している可能性を意味する。
(3)X線光電子分光法(XPS)の測定
実施例1の1で調製したPMB30/PLA(0.33/1又は1/1(w/w))−PLLAからなる本発明の多層シートについて、PLLA側が表面になるようシリコン基板に貼付したもの、PMB30/PLA側が表面になるようにシリコン基板に貼付したものを調製した。XPS(PHI Quantera IITM、アルバック・ファイ株式会社製)を用いてサンプル表面の構成元素を分析した。このとき、パスエネルギーは55eV、X線は90°で入射した。結果を図6に示す。
本発明の多層シートのPLLA側を表面にした場合、PMB30のリン原子(P2p)由来のピークは検出されなかったのに対し、PMB30側を表面にした場合、P2p由来のピークが確実に検出された。このとき、PMB30の混合比を増大させると、ピーク強度も増大した。これは、高分子薄膜(1)の片面にPMB30が偏在していることを意味する。
[実施例3]
MPCポリマー/PLA(1/1(w/w))からなる本発明の高分子薄膜(1)を貼付したチタン片、PLAのみからなる薄膜を貼付したチタン片(比較例1)、チタン片(比較例3)を用いて、以下の表1〜4のプロトコルに則り、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus UOEH6 株)の付着試験を行った。
(1)付着実験
表1のプロトコルに則り、黄色ブドウ球菌の付着実験を行った。
Figure 2019044916
(2)蛍光顕微鏡観察
表2のプロトコルに則り、黄色ブドウ球菌の付着実験を行ったサンプルの蛍光顕微鏡観察を行った。蛍光顕微鏡はLWScientific社i4 Epi Luminを用いた。測定条件は、40倍である。
Figure 2019044916
(3)SEM観察
表3のプロトコルに則り、黄色ブドウ球菌の付着実験を行ったサンプルのSEM観察を行った。走査型電子顕微鏡は日本電子社のJSM−6510を用いた。測定条件は、1500倍、4500倍である。
Figure 2019044916
(4)試験片に付着した菌数の測定
表4のプロトコルに則り、黄色ブドウ球菌の付着実験を行ったサンプルに付着した菌数の測定を行った。
Figure 2019044916
蛍光顕微鏡観察、SEM観察及び試験片に付着した菌数の測定結果を図7〜9に示す。付着生菌数計測を計測すると、未貼付群、未処理シート貼付群と比較して、MPC処理シート貼付群では、黄色ブドウ菌の付着数が1/100以下に抑制されていた。蛍光顕微鏡、SEMを用いた評価では、未貼付群、未処理シート貼付群では表面が多量の細菌で覆われていたが、MPC処理シート貼付群では細菌の付着が顕著に抑制されていた。

Claims (28)

  1. ポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸の共重合体、及びホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体を含む、高分子薄膜。
  2. ホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位が、下記一般式(1):
    Figure 2019044916
    (式中、Xは、重合した状態の重合性原子団を表し、Rは、単結合あるいは置換基を有していてもよいフェニル基又は−C(O)−、−C(O)O−、−O−、−S−、−CONH−、−NHCO−若しくは−NHCOO−で示される基を表し、iは2から10の整数を表す。)
    で示される構造を有する、請求項1に記載の高分子薄膜。
  3. 前記一般式(1)で示される構造を有するモノマー単位が、下記一般式(2):
    Figure 2019044916
    で示される構造を有する、請求項2に記載の高分子薄膜。
  4. 前記重合体が、2−メタクリロキシエチルホスホリルコリンとn−ブチルメタクリレートとの共重合体である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の高分子薄膜。
  5. ポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸との共重合体と前記重合体の重量比が1:0.1〜1:1である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の高分子薄膜。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の高分子薄膜、及び
    前記高分子薄膜の上に配置された医療用適合性材料を含んでなる薄膜、
    を有する多層シート。
  7. 前記医療用適合性材料が、ポリ−DL−乳酸、ポリ−L−乳酸、ポリカプロラクトン及びそれらの任意の組み合わせの共重合体からなる群から選択されるいずれか1種以上を含む、請求項6に記載の多層シート。
  8. ポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸の共重合体、及び、ホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体を含む、高分子薄膜(1)と、
    前記高分子薄膜(1)の上に配置された医療用適合性材料を含んでなる薄膜と、
    前記薄膜の上に担持された薬剤と、
    前記薬剤の上に被覆した高分子薄膜(2)と、
    を備え、
    前記薬剤が、前記薄膜と前記高分子薄膜(2)が互いに接する部分を有するように配置される、薬剤担持薄膜。
  9. 前記高分子薄膜(2)が、
    (1)ポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸との共重合体、及びホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体、または、
    (2)ポリ−L−乳酸、ポリ−DL−乳酸、ポリカプロラクトン又は乳酸とグリコール酸の共重合体から選択される1種以上
    を含む、請求項8に記載の薬剤担持薄膜。
  10. 前記薬剤が、骨形成能を有するタンパク質又は化合物である、請求項9に記載の薬剤担持薄膜。
  11. 前記骨形成能を有するタンパク質又は化合物が、BMP2、BMP4又はBMP7から選択されるBMPファミリー、FGF−2、WNTファミリー又はRSPOファミリーから選択されるWNTシグナル関連タンパク、ヘッジホッグ関連タンパク、Hhアゴニスト又はBSAから選択される1種以上である、請求項10に記載の薬剤担持薄膜。
  12. 前記高分子薄膜(1)の厚みが10〜200nmである、請求項8〜11のいずれか1項に記載の薬剤担持薄膜。
  13. 薬剤担持薄膜の厚みが、20nm〜400nmである、請求項8〜12のいずれか1項に記載の薬剤担持薄膜。
  14. 前記薬剤が0.1ng/cm〜1mg/cmの量で担持される、請求項8〜13のいずれか1項に記載の薬剤担持薄膜。
  15. 薬剤担持薄膜の一方の表面に、さらに、支持膜を積層した、請求項8〜14に記載の薬剤担持薄膜。
  16. 支持膜が、可溶性高分子膜、メッシュ及び不織布からなる群から選択される、請求項15に記載の薬剤担持薄膜。
  17. 薬剤担持薄膜の支持膜側の表面とは反対側の表面を、薬物を供給する生体組織に接触させ、その後、支持膜を除去することにより薬剤担持薄膜を生体組織に貼付する、請求項16又は17に記載の薬剤担持薄膜。
  18. 請求項8〜17のいずれか1項に記載の薬剤担持薄膜を含む医薬製剤。
  19. 癒着防止材、薬剤徐放シート、感染予防シート、縫合糸又は創傷治療用シートとして用いられる、請求項8〜17のいずれか1項に記載の薬剤担持薄膜。
  20. 骨折を治療するために用いられる、請求項18に記載の医薬製剤。
  21. 組織癒着を防止するために用いられる、請求項18に記載の医薬製剤。
  22. 細菌付着及び/又はバイオフィルム形成を抑制するために用いられる、請求項18に記載の医薬製剤。
  23. 創傷を治療するために用いられる、請求項18に記載の医薬製剤。
  24. 組織修復をするために用いられる、請求項18に記載の医薬製剤。
  25. 褥瘡の治療に用いられる、請求項18に記載の医薬製剤。
  26. 病変部で薬剤を徐放する薬剤キャリアとして用いられる、請求項18に記載の医薬製剤。
  27. 薬剤担持薄膜の調製方法であって、以下の工程:
    (a)少なくとも1層からなる、ポリ−DL−乳酸又は乳酸とグリコール酸の共重合体、及びホスホリルコリン基を含む側鎖を有するモノマー単位を含有する重合体を含む高分子薄膜(1)を形成する工程と、
    (b)高分子薄膜(1)の上に医療用適合性材料を含んでなる薄膜を形成する工程と、
    (c)前記薄膜の上に薬剤を担持する工程と、
    (d)前記薬剤を、少なくとも1層からなる高分子薄膜(2)で被覆する工程と
    を含み、薬剤、前記薄膜と前記高分子薄膜(2)が互いに接する部分を有するように配置される、前記方法。
  28. 前記高分子薄膜(1)をアルギン酸ナトリウムからなる犠牲層の上に形成させる、請求項27に記載の調製方法。
JP2019539591A 2017-08-30 2018-08-29 薬剤担持薄膜 Active JP7254299B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017165297 2017-08-30
JP2017165297 2017-08-30
PCT/JP2018/031990 WO2019044916A1 (ja) 2017-08-30 2018-08-29 薬剤担持薄膜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019044916A1 true JPWO2019044916A1 (ja) 2020-11-12
JP7254299B2 JP7254299B2 (ja) 2023-04-10

Family

ID=65525525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019539591A Active JP7254299B2 (ja) 2017-08-30 2018-08-29 薬剤担持薄膜

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7254299B2 (ja)
WO (1) WO2019044916A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000512849A (ja) * 1996-06-17 2000-10-03 ディベルサ コーポレーション アミダーゼ
JP2010059346A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Univ Of Tokyo 疎水性ポリマー材料の光表面改質法
WO2010029753A1 (ja) * 2008-09-11 2010-03-18 学校法人慶應義塾 薬剤徐放部材
JP2013227505A (ja) * 2012-03-02 2013-11-07 Suntech Co Ltd ホスホリルコリン基を含有する共重合体とその製造及び利用方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8597673B2 (en) * 2006-12-13 2013-12-03 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Coating of fast absorption or dissolution

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000512849A (ja) * 1996-06-17 2000-10-03 ディベルサ コーポレーション アミダーゼ
JP2010059346A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Univ Of Tokyo 疎水性ポリマー材料の光表面改質法
WO2010029753A1 (ja) * 2008-09-11 2010-03-18 学校法人慶應義塾 薬剤徐放部材
JP2013227505A (ja) * 2012-03-02 2013-11-07 Suntech Co Ltd ホスホリルコリン基を含有する共重合体とその製造及び利用方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019044916A1 (ja) 2019-03-07
JP7254299B2 (ja) 2023-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sofi et al. Electrospun nanofibers for the delivery of active drugs through nasal, oral and vaginal mucosa: Current status and future perspectives
JP6686195B2 (ja) 癒着防止のためのハイドロゲル膜
JP6770157B2 (ja) 特定の投薬量の活性物質を皮膚又は粘膜に投与するための電気流体力学的に得られた繊維を含む組成物
Cascone et al. Hydrogel-based commercial products for biomedical applications: A review
JP5796911B2 (ja) 一時的補剛メッシュ補綴具
AU2004247006C1 (en) Compositions and methods for reducing scar tissue formation
US6461644B1 (en) Anesthetizing plastics, drug delivery plastics, and related medical products, systems and methods
US8668703B2 (en) Medical devices incorporating collagen inhibitors
TWI312691B (en) Amphiphilic polymers for medical applications
JP5925188B2 (ja) 医薬製剤
WO2012018069A1 (ja) 脊髄損傷治療用製剤
WO2011113507A2 (en) Use of nitrocarboxylic acids for the treatment, diagnosis and prophylaxis of aggressive healing patterns
Wang et al. Promise of latanoprost and timolol loaded combinatorial nanosheet for therapeutic applications in glaucoma
JP2008513153A (ja) 創傷治療用ドレッシング材及びその使用方法
JP6363833B2 (ja) 薄膜状高分子構造体
JP7254299B2 (ja) 薬剤担持薄膜
WO1998039042A1 (en) Anesthetizing plastics, drug delivery plastics, and related medical products, systems and methods
Muratoglu et al. Electrospun nanofiber drug delivery systems and recent applications: An overview
Aderibigbe Crosslinked gellan gum for biomedical applications
RU103295U1 (ru) Микроконтейнер полимерный с лекарственным веществом, обеспечивающий местное пролонгированное антимикробное действие
JP2021123559A (ja) 薬剤徐放性組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200617

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210817

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220830

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221028

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230228

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230320

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7254299

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150