WO2017104840A1 - 生体分解性腫瘍封止剤 - Google Patents

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高弘 口丸
田中 武雄
祥子 板倉
一郎 土黒
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Medigear International Corp
Tokyo Institute of Technology NUC
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    • A61L2400/12Nanosized materials, e.g. nanofibres, nanoparticles, nanowires, nanotubes; Nanostructured surfaces

Definitions

  • the present invention permeates the blood vessel at the tumor site, selectively accumulates and / or adheres to the tumor tissue, settles for a certain period of time, and surrounds and / or seals the tumor, thereby enclosing the tumor tissue from the surrounding tissue including the blood vessel.
  • the present invention relates to a particulate device that blocks and / or isolates a device, or a particulate device that blocks between a blood vessel at a tumor site and a tumor tissue.
  • TAE trans-catheter arterial embolization
  • Hepatocytes receive nutrition from the hepatic artery and portal vein, but cancerous hepatocytes receive nutrient supply only from the hepatic artery.
  • normal hepatocytes account for 70% of the blood flow from the portal vein, it is said that normal cells do not die even when the hepatic artery is embolized.
  • trans-catheter chemo-embolization which uses anticancer drugs in combination with hepatic artery embolization
  • the hepatic artery is infused with an embolic material after injection of a turbid solution of contrast medium and anticancer drug. Embolize.
  • the turbid solution may flow out to the portal vein, and there is a risk of causing hepatic infarction by embolizing the hepatic artery and portal vein.
  • the contrast agent, anticancer agent and embolic material flow into the gallbladder and pancreas, cholecystitis and pancreatitis may occur.
  • the anticancer agent was adsorbed and blocked by spherical beads (microspheres) having a particle size of about several hundreds ⁇ m based on a high molecular weight polymer instead of the turbid liquid as described above.
  • spherical beads microspheres having a particle size of about several hundreds ⁇ m based on a high molecular weight polymer instead of the turbid liquid as described above.
  • the embolic material includes a permanent embolic material that is permanently placed in the body using a polymer as a raw material, and a temporary embolic material that is decomposed and metabolized using a biodegradable substance such as starch or gelatin as a raw material.
  • a biodegradable substance such as starch or gelatin
  • the permanent embolization material with a relatively large embolization effect must be prepared for the risk of permanent detention.
  • liver function is originally impaired such as cirrhosis, metabolic disorders occur with a decrease in liver energy level, and liver failure is likely to occur.
  • recanalization of hepatic artery and portal blood flow is necessary.
  • Patent Document 1 completely embolizes the target site in the blood vessel without causing clogging in the catheter or the non-target blood vessel, and the blood flow occlusion state is released after a specific time and is decomposed in the living body.
  • An embolic material composed of biodegradable substances that are metabolized or excreted from the body.
  • Non-Patent Document 1 in a hypoxic state, even normal cells secrete proteins that suppress the action of immune cells against cancer, and some of the immune cells go to the side of cancer. Even if cancer cells with low malignancy die due to hypoxia, cancer cells with high malignancy that infiltrate and expand into tissues have metastasized to other organs to increase the invasion ability. It is described that it appears.
  • therapy using a microcatheter depends on the skill of the doctor, but it is possible to selectively embolize the tumor feeding artery from the artery near the tumor using the microcatheter. Can do.
  • the typical principle of passive targeting is the EPR effect (Enhanced Permeability and Retention Effect).
  • lymphatic vessels are underdeveloped in tumor tissues, and the circulation of substances is incomplete. Therefore, the substance that has permeated the tumor blood vessels will eventually stay in the vicinity of the tumor and accumulate (Retention).
  • Amphiphilic compounds that are known to form liquid crystals as artificially synthesized chemicals not lamella structures that have poor bioadhesive properties such as micelle structures, hexyl structures, and dendrimer structures, but biological structures such as cubic structures and inverted hexagonal structures.
  • Low-molecular liquid crystal compounds that self-assemble non-lamellar structures and the like with excellent adhesiveness have been reported (Patent Documents 2 and 3).
  • Patent Documents 2 and 3 a base material for injection (Patent Document 2) and an adhesion preventing agent (Patent Document 3) utilizing bioadhesiveness have been developed.
  • Patent Document 2 a base material for injection
  • Patent Document 3 an adhesion preventing agent utilizing bioadhesiveness
  • Non-Patent Document 2 and Patent Documents 4 to 5 disclose an embolization material for arterial embolization using a non-lamellar liquid crystal.
  • the embolic agents described in Non-Patent Document 2 and Patent Documents 4 to 6 use a mixed liquid of an amphiphilic compound and a water-soluble organic solvent as a precursor of non-lamellar liquid crystal, and bulk liquid crystal gel in a blood vessel. It is an embolus limited to a blood vessel that controls the blood flow by forming a blood vessel or occludes the blood vessel, and is not intended for direct accumulation or sealing in a tumor tissue utilizing the EPR effect.
  • An object of the present invention is to provide a tumor sealant that is low in invasiveness, prevents malignant cancer, and enables cancer to be cured by a therapy in which tumor cells are attacked.
  • the present inventors have found that microparticles based on a predetermined amphiphilic compound (lipid) permeate the gaps between tumor vascular endothelial cells, The present inventors have found that the tumor cells adhere to the tumor tissue, block the supply of nutrients and oxygen to the tumor, and the transmission of the inducer from the tumor, thereby causing the tumor cells to become necrotic, thereby completing the present invention.
  • lipid amphiphilic compound
  • the present invention includes the following.
  • a biodegradable tumor sealant comprising fine particles based on a low-molecular amphiphilic compound capable of forming a non-lamellar liquid crystal.
  • the biodegradable tumor sealing agent according to any one of [1] to [3], wherein the amphiphilic compound is a compound represented by the following general formula (I) or a salt thereof.
  • biodegradable tumor sealant according to any one of the above [1] to [5], wherein the amphiphilic compound is any of the following: Mono-O- (5,9,13-trimethyltetradecanoyl) glycerol, mono-O- (5,9,13,17-tetramethyloctadecanoyl) glycerol, mono-O- (5,9,13-trimethyltetradeca) -4-enoyl) glycerol, mono-O- (5,9,13,17-tetramethyloctadeca-4-enoyl) glycerol, mono-O- (5,9,13-trimethyltetradeca-4,8,12- Trienoyl) glycerol, or mono-O- (5,9,13,17-tetramethyloctadeca-4,8,12,16-tetraenoyl) glycerol.
  • the amphiphilic compound is any of the following: Mono-O-
  • biodegradable tumor sealing agent according to any one of [1] to [6], wherein the fine particles include a contrast agent and / or a dye.
  • solid malignant tumors can be treated without serious side effects caused by anticancer agents or the like or major trauma caused by surgery by the therapy that uses tumor cells as a weapon.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of the present invention. It was schematically shown that fine particles that permeated tumor blood vessels by the EPR effect surrounded the tumor and blocked nutrients and the like.
  • FIG. 2 (1) is a schematic diagram for explaining an emulsion containing fine particles containing the contrast agent of the present invention in one embodiment.
  • FIG. 2 (2) is a schematic diagram for explaining the structure of the fine particles.
  • FIG. 3 is an intensity distribution diagram of SAXS measurement regarding the gel composition prepared in Example 2.
  • FIG. 4 is an intensity distribution diagram of SAXS measurement regarding the gel composition prepared in Example 3.
  • FIG. 5 is an intensity distribution diagram of SAXS measurement regarding the emulsion prepared in Example 4.
  • 6 is a particle size distribution diagram using a dynamic light scattering method for the emulsion prepared in Example 4.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of the present invention. It was schematically shown that fine particles that permeated tumor blood vessels by the EPR effect surrounded the tumor and blocked nutrients and the like.
  • FIG. 7 is an SAXS measurement intensity distribution diagram for the emulsion prepared in Example 5.
  • FIG. 8 is a particle size distribution diagram using a dynamic light scattering method for the emulsion prepared in Example 5.
  • FIG. 9 is a particle size distribution diagram using a dynamic light scattering method for the emulsion prepared in Example 7.
  • FIG. 10 is a near-infrared fluorescence image in which a tumor-bearing mouse and its tumor site are enlarged.
  • FIG. 11 shows CT images of tumor-bearing mouse tumor sites before and after administration of the emulsion prepared in Example 4.
  • FIG. 12 shows CT images of the lungs of tumor-bearing mice before administration of the 10-fold diluted solution of the emulsion prepared in Example 4, after the first administration, and after the second administration.
  • FIG. 13 is a photographed image showing that the decomposition of the gel composition by mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol progressed in human serum.
  • FIG. 14A shows the effect of inhibiting blood flow at the tumor site by the emulsion using the luciferase (Luc) activity of breast cancer cells as an index.
  • FIG. 14B is a graph plotting, over time, the size ratio of the tumor part in which blood flow was blocked for mice not receiving the emulsion.
  • FIG. 15 is a diagram showing a time-dependent change in blood oxygen concentration at the tumor site after emulsion administration as a slice image. Blue indicates reduced hemoglobin, and red indicates oxidized hemoglobin.
  • FIG. 14A shows the effect of inhibiting blood flow at the tumor site by the emulsion using the luciferase (Luc) activity of breast cancer cells as an index.
  • FIG. 14B is a graph plotting, over time, the size ratio of
  • FIG. 16A is a diagram showing an image of a tumor section obtained by measuring blood flow over time using indocyanine green (ICG).
  • FIG. 16B is a diagram showing the results of recording changes in blood flow over time depending on whether or not an emulsion is administered. The result of having observed the change of the tumor volume at the time of administering an emulsion in multiple times over time is shown.
  • ICG indocyanine green
  • the biodegradable tumor sealant according to the present invention is based on a low molecular amphiphilic compound capable of forming a non-lamellar liquid crystal, and has a particle size capable of passing through a gap between tumor vascular endothelial cells. After the fine particles permeate the gap, they adhere to the tumor tissue existing in the vicinity of the gap due to high bioadhesion, thereby blocking the supply of nutrients and oxygen to the tumor and the transmission of the inducer from the tumor. The tumor cells are brought to necrosis, and then the adhered microparticles are degraded and / or metabolized in vivo.
  • the biodegradable tumor sealant according to the present invention has the above-mentioned characteristics, but presses the nutrient blood vessels to the tumor to block blood flow, thereby providing blood oxygen concentration and nutrient supply at the tumor site. Therefore, the tumor sealant of the present invention also functions as a blood flow inhibitor having the above-mentioned additional effects.
  • the biodegradable tumor sealant according to the present invention contains a low molecular amphiphilic compound capable of forming a non-lamellar liquid crystal.
  • the “small molecule” of the present invention refers to one having a molecular weight of about 20 to 10,000. The molecular weight is preferably 50 to 5,000, more preferably 100 to 2,500, and still more preferably 200 to 1,000.
  • the “amphiphilic compound” of the present invention is an amphiphilic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group that form a water-in-oil type non-lamellar liquid crystal in an aqueous medium.
  • low-molecular amphiphilic compounds capable of forming non-lamellar liquid crystals include, but are not limited to, the following general formula (I):
  • X and Y each represent a hydrogen atom or together represent an oxygen atom, preferably together represent an oxygen atom.
  • N represents an integer of 0 to 2, and m represents 1 or 2.
  • R in the above general formula (I) represents a hydrophilic group having two or more hydroxyl groups, and is not limited to the following, for example, glycerol, erythritol, pentaerythritol, diglycerol, glyceric acid, A hydrophilic group in which one hydroxyl group is removed from any one selected from the group consisting of triglycerol, xylose, sorbitol, ascorbic acid, glucose, galactose, mannose, dipentaerythritol, maltose, mannitol, and xylitol It is done.
  • a preferred example of R is a hydrophilic group in which one hydroxyl group is removed from glycerol.
  • amphiphilic compound is an E-form (cis-form) or Z-form (trans-form) of geometric isomers or a mixture thereof.
  • amphiphilic compound represented by the general formula (I) include compounds in which X and Y together represent an oxygen atom, and R represents a hydrophilic group in which one hydroxyl group is removed from glycerol. Is preferred.
  • amphiphilic compounds represented by the general formula (I) mono-O- (5,9,13-trimethyltetradecanoyl) glycerol, mono-O- (5,9,13,17-tetramethyloctadeca) Noyl) glycerol, mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol, mono-O- (5,9,13,17-tetramethyloctadeca-4-enoyl) glycerol, mono-O- (5,9,13-trimethyltetradeca-4,8,12-trienoyl) glycerol or mono O- (5,9,13,17-tetramethyloctadeca-4,8,12,16-tetraenoyl) glycerol Is preferred. Furthermore, mono O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol is more preferred.
  • amphiphilic compound of the present invention can be synthesized with reference to the description in Examples below. Or it can synthesize
  • the amphiphilic compound used in the biodegradable tumor sealant according to the present invention can form a non-lamellar liquid crystal as a gel composition by self-organizing in an aqueous medium. it can.
  • the non-lamellar liquid crystal formed by the amphiphilic compound used in the present invention is a structure that is not a lamellar liquid crystal and includes an L3 phase, but is a type II (water-in-oil type) that has a hydrophobic group oriented outward.
  • the liquid crystal is more preferably a cubic liquid crystal or a reverse hexagonal liquid crystal.
  • the above non-lamellar liquid crystal forming ability can be confirmed by analyzing the liquid crystal structure by a conventional method.
  • the penetration method using a polarizing microscope it is possible to easily distinguish between type I (oil-in-water) cubic liquid crystal and type II (water-in-oil) cubic liquid crystal.
  • Pn3m cubic liquid crystal, Ia3d cubic liquid crystal, Im3m cubic liquid crystal, and reverse hexagonal liquid crystal can be easily distinguished from the ratio of scattering peaks by X-ray small angle scattering (SAXS) measurement, and the peak value calculated from the SAXS data can be determined.
  • SAXS X-ray small angle scattering
  • the aqueous medium in which the amphiphilic compound according to the present invention can form a non-lamellar liquid crystal is not particularly limited, but water such as sterilized water, purified water, distilled water, ion-exchanged water, ultrapure water; Electrolyte aqueous solution such as saline, sodium chloride aqueous solution, calcium chloride aqueous solution, magnesium chloride aqueous solution, sodium sulfate aqueous solution, potassium sulfate aqueous solution, sodium carbonate aqueous solution, sodium acetate aqueous solution; buffer solution such as phosphate buffer solution, Tris hydrochloric acid buffer solution; glycerin Aqueous solution containing water-soluble organic substances such as ethylene glycol and ethanol; aqueous solution containing sugar molecules such as glucose, sucrose and maltose; aqueous solution containing water-soluble polymers such as polyethylene glycol and polyvinyl alcohol; octylglucoside
  • the amphiphilic compound represented by the above general formula (I) exhibits high stability under a wide range of environmental conditions.
  • the amphiphilic compound according to the present invention is characterized by having an isoprenoid chain as a hydrophobic group, and is different from an amphiphilic compound having a linear fatty chain such as oleic acid as a hydrophobic group. High resistance and relatively high oxidation stability.
  • the amphiphilic compound according to the present invention also has a wide temperature range capable of forming a liquid crystal, a low craft temperature, and stably forms a liquid crystal even at a low temperature (6 ° C. or lower, preferably 0 ° C. or lower). be able to.
  • the remarkable function of the non-lamellar liquid crystal formed by the amphiphilic compound used in the present invention is that it adheres to the surface of the living body due to the two layers of phospholipids in the cell membrane and the hydrophobic group outside the non-lamellar liquid crystal. That is.
  • non-lamellar liquid crystal formed by the amphiphilic compound used in the present invention is the ability to incorporate the compound.
  • a hydrophobic compound can be stably taken into the inside of the liquid crystal
  • a water-soluble compound can be stably taken into the water channel constructed by the liquid crystal.
  • biodegradable tumor sealant contains or consists of fine particles as a base material containing the amphiphilic compound, and the fine particles are contained in an aqueous medium. It can be prepared in the form of a dispersed emulsion.
  • the aqueous medium for preparing the fine particles in the form of an emulsion is not particularly limited, but water such as sterilized water, purified water, distilled water, ion-exchanged water, ultrapure water; physiological saline, sodium chloride Aqueous solution, aqueous solution of calcium chloride, aqueous solution of magnesium chloride, aqueous solution of sodium sulfate, aqueous solution of potassium sulfate, aqueous solution of sodium carbonate, aqueous solution of sodium acetate, etc .; buffer solution such as phosphate buffer solution, Tris-HCl buffer solution; glycerin, ethylene glycol, ethanol An aqueous solution containing a water-soluble organic substance such as glucose; an aqueous solution containing a sugar molecule such as glucose, sucrose, or maltose; an aqueous solution containing a water-soluble polymer such as polyethylene glycol or polyvinyl alcohol; octyl glu
  • the amphiphilic compound may be contained, but a functional substance may be further included.
  • a functional substance may be further included.
  • the tumor sealant of the present invention can include a contrast agent and / or a dye, it can be clinically applied to cancer diagnosis.
  • contrast agent for X-ray CT, iodolipiodol, a hydrophobic contrast agent, iopamirone, an aqueous contrast agent, etc.
  • iodolipiodol for X-ray CT, iodolipiodol, a hydrophobic contrast agent, iopamirone, an aqueous contrast agent, etc.
  • MRI Gd (gadolinium) -based or Fe (iron) -based magnetic substance
  • echo Applications include ultrasonic liposome particles. These may contain one kind or two or more kinds.
  • examples of dyes that ensure visibility before and during surgery include hydrophobic coumarins, water-soluble fluorescent dyes such as fluorescein, pyranine, and cyanine, and luminescent dyes such as luciferin. These may contain one kind or two or more kinds.
  • contrast agents and pigments may be contained at the same time.
  • the mixing ratio of the amphiphilic compound and the contrast agent or / and the pigment may be 100: 1 to 1: 100, for example, 95: 5, 10: 1, 90:10, 10: 2, 80. : 20, 10: 3, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60, 30:70, 20:80, 10:90, 5:95.
  • the ratio is preferably 100: 1 to 50:50, more preferably 10: 1 to 10: 3.
  • FIG. 2 (1) schematically shows an emulsion 20 containing microparticles 13 having various particle sizes, which constitute a biodegradable tumor sealant. Since the fine particles 13 are formed by chopping a non-lamellar liquid crystal, which will be described later, the particle size is not uniform, and various sizes are mixed as shown in FIG. There is also a fine particle 13 having a diameter size mainly (preferably 70% or more, more preferably 90% or more, and possibly 100% in the whole fine particles), and fine particles 13 of less than 20 nm or fine particles 13 of more than 500 nm. obtain.
  • the fine particles having a particle size of “20 nm to 500 nm” include, for example, a particle size of “10 nm to 200 nm”. It is not intended to exclude fine particles having a particle size, fine particles having a particle size of “300 nm to 700 nm”, and the like.
  • the particle sizes of “20 nm to 500 nm” are illustratively “20 nm to 400 nm”, “20 nm to 300 nm”, “20 nm to 200 nm”, “20 nm to 100 nm”, “30 nm to 500 nm”, “30 nm ⁇ 400 nm ”,“ 30 nm ⁇ 300 nm ”,“ 30 nm ⁇ 200 nm ”,“ 30 nm ⁇ 100 nm ”,“ 40 nm ⁇ 500 ”,“ 40 nm ⁇ 400 nm ”,“ 40 nm ⁇ 300 nm ”,“ 40 nm ⁇ 200 nm ”,“ 40 nm ⁇ 100 nm ” ”,“ 50 nm to 500 nm ”,“ 50 nm to 400 nm ”,“ 50 nm to 300 nm ”,“ 50 nm to 200 nm ”,“ 50 nm to 100
  • the fine particles are typically one or two or more of the amphiphilic compounds or salts thereof, a contrast agent or / and a dye (when included), or one or more appropriate amounts in any order. And a suitable amount of an aqueous medium (for example, physiological saline, water for injection) and the like, and stirring and homogenizing.
  • an aqueous medium for example, physiological saline, water for injection
  • the internal phase of the fine particles is reverse hexagonal liquid crystal and the contrast agent or / and the dye are hydrophobic
  • the fine particles 13 are indicated by the fine particles 13 in FIG. That is, the hydrophobic contrast agent or / and the dye 24 are included in the liquid crystal structure side of the reverse hexagonal liquid crystal 21.
  • a water-soluble contrast agent or / and dye 24 is included in the water channel 22.
  • the fine particles 13 are stably present in the aqueous medium by being covered with the outer phase 23 containing the surfactant.
  • any of those used in the pharmaceutical or cosmetic field can be used, and examples thereof include, but are not limited to, for example, pluronic (for example, pluronic F127; polyoxy Ethylene polyoxypropylene (200EO) (70PO)), polysorbate 80 (polyoxyethylene sorbitan oleate; Tween 80) and the like can be used.
  • pluronic for example, pluronic F127; polyoxy Ethylene polyoxypropylene (200EO) (70PO)
  • polysorbate 80 polyoxyethylene sorbitan oleate; Tween 80
  • the biodegradable tumor sealant of the present invention may contain the microparticles at a dispersible concentration (for example, 0.001 to 15% by weight), which is determined depending on the administration subject, the dose, and the like.
  • a dispersible concentration for example, 0.001 to 15% by weight
  • the structure of the fine particles can be analyzed by, for example, X-ray small angle scattering (SAXS) or cryo TEM.
  • SAXS X-ray small angle scattering
  • the particle size distribution of the fine particles can be measured by, for example, a zeta potential / particle size measuring device.
  • the fine particles of the present invention can be prepared by mixing one or more amphiphilic compounds with a surfactant or the like, stirring and homogenizing, as shown in the above typical examples. As shown in FIG. 10, it can also be prepared using ultrasonic disruption or microfluidic technology.
  • microfluidic technology is a general term for technologies for handling fluids in a minute space, and a device used in the technology is referred to as “microfluidic device”. This is an apparatus having a flow path structure having a depth and a width of typically about several ⁇ m to several 100 ⁇ m, which is manufactured by applying a semiconductor micromachining technology or a precision machining technology.
  • the microparticles are produced using the microfluidic technique. However, since the microparticles having a desired particle diameter can be stably prepared, it is preferable to produce the microparticles using the technique.
  • the particle diameter of the fine particles can be measured using a general method well known to those skilled in the art.
  • biodegradable tumor sealant is a non-lamellar liquid crystal formed by the above-mentioned amphiphilic compound. And an emulsion dispersed in a biocompatible aqueous medium. This emulsion ensures the passage of a syringe or microcatheter.
  • Tumor vascular permeability The tumor neovascularization specifically formed in the tumor tissue has decreased pericytes (vascular pericytes) covering the blood vessels, so the gap between the endothelial cells in the tumor blood vessels is normal. Spread compared to cells. There are particles that leak through the gap.
  • the biodegradable tumor sealant has a particle size that is small enough to pass through the gap.
  • the size of the gap varies from individual to individual, and is generally 5 nm or more and 700 nm or less, although it depends on the tumor type and site.
  • Dispersibility composed of different particle diameters The space between the tumor blood vessels varies in size. Since the present biodegradable tumor sealant is an emulsion having a particle size distribution of several hundred nm rather than a single particle size, the density can be increased by permeating through any gap.
  • Tumor tissue accumulation As described above, fine particles that permeate tumor blood vessels are released around the tumor, but unlike normal tissues, the lymphatic network is undeveloped in tumor tissues.
  • the released microparticles that is, the present biodegradable tumor sealant
  • the above (2) and (4) are collectively referred to as the EPR effect.
  • Tumor tissue fixability As described above, even if accumulated in a tumor tissue, if it does not settle in tumor cells or stroma, it will flow out with the flow of body fluids and the like. Since the present biodegradable tumor sealant is a liquid crystal structural substance other than a lamellar structure, it has high adhesion to an extracellular matrix composed of cell membranes, collagen, fibroblasts, etc., and excellent fixability.
  • the biodegradable tumor sealant aggregates and the gel-like tumor sealer tightly seals the tumor tissue, so that the tumor cells block nutrients and oxygen necessary for growth. To cell death (necrosis).
  • Various inducers are emitted from tumor tissues and cells. For example, HIF (hypoxia-inducing factor) emitted from cancer cells under hypoxic stress is transmitted to VEGF (vascular endothelial growth factor) to promote tumor angiogenesis, and the supply of nutrients and oxygen to the tumor Increases and contributes to proliferation.
  • HIF hypooxia-inducing factor
  • VEGF vascular endothelial growth factor
  • the present biodegradable tumor sealant can prevent malignant transformation by covering tumor tissue without gaps and preventing diffusion of transfer factors emitted from these tumors.
  • the biodegradable tumor sealant undergoes degradation or solubilization by internal enzymes after a sufficient amount of time and period for necrosis of tumor cells, and partly undergoes further degradation. It is excreted outside the body.
  • the biodegradable tumor sealant can also be used as an embolic material for arterial embolization.
  • the embolic material as a temporary embolic material that exhibits the same embolizing effect as that of the permanent embolic material, it is possible to avoid a permanent indwelling risk and to expect a synergistic effect between the tumor sealing effect and the embolic effect.
  • biodegradable tumor sealant The biodegradable tumor sealant prepared as described above can be used, for example, to diagnose and / or treat solid malignant tumors.
  • solid malignant tumor includes squamous cell carcinoma, breast cancer, cutaneous lymphoma, hemangiosarcoma, hepatobiliary cancer, head and neck cancer, lung cancer, mesothelioma, mediastinum Cancer, esophageal cancer, stomach cancer, pancreatic cancer, small intestine cancer, colon cancer, colorectal cancer, colon cancer, anal cancer, kidney cancer, urethral cancer, bladder, prostate, urethral cancer, Penile cancer, testicular cancer, gynecologic cancer, ovarian cancer, endocrine cancer, skin cancer, cancer of the central nervous system including the brain; soft tissue and osteosarcoma; and skin and intraocular origin Including melanoma.
  • the tumor sealant of the present invention can be applied not only to the diagnosis of cancer such as solid malignant tumors but also to the treatment of cancer, it is used as a “theranostics device”. Can be called.
  • a biodegradable tumor sealant may be introduced from an artery in the vicinity of the tumor to embolize the tumor and / or prevent blood flow.
  • the biodegradable tumor sealant of the present invention can be locally administered in the vicinity of the tumor using a syringe, although not limited thereto.
  • the amount, concentration, frequency, frequency, and the like of the biodegradable tumor sealant at the time of introduction are determined by doctors and veterinarians in consideration of the subject's (subject) gender, age, weight, diseased state, etc. It can be adjusted as appropriate.
  • the treatment target with the biodegradable tumor sealant of the present invention is preferably a mammal, and the mammal is not limited, but primates such as humans and monkeys, mice, rats, rabbits, and guinea pigs. Rodents such as cats, dogs, sheep, pigs, cows, horses, donkeys, goats, ferrets and the like.
  • Example 8 100 ⁇ L of a biodegradable tumor sealant (Example 4) in the form of an emulsion is administered to a gall cancer mouse from a blood vessel in the vicinity of the tumor (specifically, injection) using a syringe. Tumor effect was obtained.
  • the biodegradable tumor sealant of the present invention is 1 for human solid malignant tumors. This is equivalent to administering an amount of about 10 to 200 ml per administration from a blood vessel near the tumor.
  • the biodegradable tumor sealant of the present invention can be used a plurality of times (for example, 2 to 10 times) at appropriate intervals (for example, twice a day, once a day until a desired therapeutic effect is obtained. Twice a week, once a week, once every two weeks).
  • the dose specifically, the injection amount
  • the administration frequency of the biodegradable tumor sealant of the present invention are not limited to the above, and those skilled in the art (for example, doctors or animals) The doctor) can make adjustments as appropriate.
  • the biodegradable tumor sealant of the present invention is used as a pharmaceutical composition, in addition to the biodegradable tumor sealant as an active ingredient, a carrier, excipient, and / or stabilizer, etc. You may use it in the form, adding suitably.
  • a kit including a biodegradable tumor, a solvent (such as physiological saline), a container (such as a vial) each encapsulating a carrier and the like, and an instruction manual is provided.
  • the biodegradable tumor sealant of the present invention includes a medical material.
  • Example 2 Formation and analysis of liquid crystal with mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol Mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol
  • 50% by mass or more of physiological saline was added as an aqueous medium to perform a mixing operation, and the separated physiological saline was removed.
  • physiological saline 50% by mass or more of physiological saline was added as an aqueous medium to perform a mixing operation, and the separated physiological saline was removed.
  • a gel-like composition that was cloudy to colorless and transparent in appearance was obtained.
  • the liquid crystal structure by X-ray small angle scattering (SAXS) of the gel composition was analyzed using a NANO Viewer nanoscale X-ray structure evaluation apparatus (manufactured by Rigaku).
  • SAXS X-ray small angle scattering
  • a graph showing the SAXS intensity distribution (FIG. 3 (1)) and peak research results (FIG. 3). 3 (2)) was obtained.
  • the peak ratio showed a ratio 1: ⁇ 3: 2 peculiar to reverse hexagonal liquid crystals, confirming that the gel composition was reverse hexagonal liquid crystals. did it.
  • Example 3 Formation and analysis of liquid crystal by mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol and lipiodol Mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) Glycerol and the contrast agent Lipiodol were mixed at a weight ratio of 10: 5, 70:30, 10: 3, 80:20, 10: 2, 90:10, 10: 1. To each mixture, 50% by mass or more of physiological saline was added as an aqueous medium to perform a mixing operation, and the separated physiological saline was removed to obtain a mixture. The mixture having a weight ratio of 10: 5 and 70:30 was a composition separated into two layers. Mixtures having a weight ratio of 10: 3, 80:20, 10: 2, 90:10, and 10: 1 each became a cloudy gel composition, and the viscosity increased as the weight ratio of lipiodol decreased.
  • FIG. 4 (1) is a graph of SAXS measurement in the case of a weight ratio of 10: 3
  • FIG. 4 (2) is a weight ratio of 10: 2
  • FIG. 4 (3) is a weight ratio of 10: 1. All three samples were found to form non-lamellar liquid crystals. At a weight ratio of 10: 1, there are three strong scattering peaks that are characteristic of reverse hexagonal liquid crystals, whereas as the weight ratio goes to 10: 2 and weight ratio 10: 3, there are three scattering peaks. The liquid crystal structure has become less regular.
  • Example 4 Preparation of Emulsion with Mono O- (5,9,13-Trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol and Lipiodol
  • Mono O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol and Mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol (1.841 g) was mixed with Lipiodol (0.184 g) as a contrast agent so that the weight ratio of Lipiodol was 10: 1, and Pluronic F127 ( Aldrich P2443) 0.51 g and ethanol 0.285 g were added and dissolved until uniform.
  • 12.18 g of physiological saline (Otsuka raw food injection) was added, stirred, and then homogenized with Starbust (manufactured by Sugino Machine) to prepare an emulsion containing fine particles.
  • the liquid crystal structure by X-ray small angle scattering was analyzed for the above emulsion using a NANO Viewer nanoscale X-ray structure evaluation apparatus (manufactured by Rigaku).
  • a graph showing the SAXS intensity distribution (FIG. 5 (1)) and a peak research result (FIG. 5). (2)) was obtained.
  • the emulsion was a liquid crystal emulsion in which fine particles of reverse hexagonal liquid crystal were dispersed ( Hexasome).
  • the particle size distribution of the above emulsion was measured using a Zetasizer Nano-ZS (Malvern).
  • the measurement sample was prepared by diluting the above emulsion 100 times with distilled water.
  • the obtained measurement data is shown in FIG.
  • the average particle size (Z-Average) was 131.4 nm.
  • fine particles having a particle size of around 60 nm begin to be formed, the particle size distribution rapidly increases as the particle size increases, and reaches a peak in the vicinity of the particle size of 130 nm. Thereafter, as the particle size increases, the particle size distribution decreases, and the formation of the fine particles ends at around the particle size of 350 nm. That is, the above emulsion was an emulsion in which fine particles having a particle diameter of 60 nm to 350 nm were predominant.
  • Example 5 Preparation of emulsion of mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol 5.4 g of mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol , Pluronic F127 (Aldrich P2443) 1.36 g, ethanol 0.76 g, water for injection (Otsuka distilled water) 32.48 g were stirred and homogenized in the same manner as in Example 4 to prepare an emulsion containing fine particles. did.
  • the SAXS measurement was performed on the emulsion in the same manner as in Example 4.
  • a graph (FIG. 7 (1)) in which the SAXS intensity distribution was measured and a peak research result (FIG. 7 (2)) were obtained.
  • the ratio of the peaks is a ratio ⁇ 2: ⁇ 3: ⁇ 4: ⁇ 6: ⁇ 8: ⁇ 9 specific to the cubic liquid crystal belonging to the crystallographic space group Pn3m.
  • the emulsion is a cubic liquid crystal emulsion (cubosome) belonging to the crystallographic space group Pn3m.
  • the particle size distribution was measured for the emulsion in the same manner as in Example 4.
  • the measurement sample was prepared by diluting the above emulsion 100 times with distilled water. The result is shown in FIG. From FIG. 8, the average particle size (Z-Average) of the emulsion was 208.8 nm, and fine particles having a particle size of 90 nm to 600 nm accounted for the majority.
  • Example 6 Preparation of emulsion of mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol and Cy7 carboxylic acid Mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) 3.375 g of glycerol, 0.007 g of Cy7 carboxylic acid (Lumiprobe-0550-90, Lumiprobe) as a fluorescent dye, 0.85 g of Pluronic F127 (Aldrich P2443), 0.475 g of ethanol, and saline (Otsuka raw food injection) 20 Using 0.3 g, the emulsion containing fine particles was prepared by stirring and homogenizing in the same manner as in Example 4.
  • Example 7 Preparation of emulsion of mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol, lipiodol and sodium fluorescein Mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) ) 2.4546 g of glycerol, 0.2454 g of contrast agent Lipiodol, 0.0037 g of fluorescent dye fluorescein sodium (uranin), 0.68 g of Pluronic F127 (Aldrich P2443), 0.38 g of ethanol, physiological saline (Otsuka raw food injection) ) By using 16.2363 g, stirring and homogenizing in the same manner as in Example 4, an emulsion containing fine particles was prepared.
  • the particle size distribution was measured in the same manner as in Example 4.
  • the measurement sample was prepared by diluting the above emulsion 100 times with distilled water. The result is shown in FIG. From FIG. 9, the average particle size (Z-Average) of the emulsion was 124.8 nm, and fine particles having a particle size of 60 nm to 300 nm accounted for the majority.
  • Example 8 Evaluation of tumor sealing effect and effect on normal tissue using emulsion (1) Preparation of tumor-bearing mice For a 1 mm subcutaneous site in the center of the back of an experimental animal mouse (C57BL / 6 albino male) Then, carcinoma LLC (mouse lung carcinoma) (LLC / luc) transplanted constitutively expressing the firefly luciferase gene (luc) was transplanted.
  • Tumor-bearing mice (body weight 26.2 g) aged 10 weeks were produced by growing tumors over 36 days.
  • FIG. 10 shows an image of a tumor-bearing mouse and its tumor site visualized by bioluminescence using luc.
  • microparticles (biodegradable tumor sealant) of the present invention adhere specifically to tumor cells and do not adhere to normal tissues.
  • Example 9 Stability evaluation of liquid crystals containing mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol and liquid crystals containing lipiodol in human serum Mono-O- (5,9, 13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol about 100 ⁇ L, or mono O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol and lipiodol weight ratios of 10: 1, 10: 2, 10: About 100 ⁇ L of each of the three mixed solutions was added to 2 mL of human serum (Human OTC Serum, Access Biologicals) in each vial.
  • human serum Human OTC Serum, Access Biologicals
  • Each vial was lightly shaken to form a gel-like composition, then left in a 37 ° C. hot water bath, and observed immediately after 10 hours and after 24 hours. As time passed, the human serum in each vial gradually became cloudy. When distilled water is used in place of human serum, the gel composition does not change in 24 hours and hardly becomes cloudy in distilled water.
  • FIG. 13 shows a photographed image showing the course of a sample of about 100 ⁇ L of mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol.
  • a gel-like composition is formed and the human serum remains transparent.
  • the clouding progresses.
  • 24 hours after the addition (FIG. 13 (3)), although the gel composition remains, white turbidity has further progressed.
  • the main component was carboxylic acid obtained by hydrolysis with eluted mono-O- (5,9,13-trimethyltetradec-4-enoyl) glycerol. (5,9,13-trimethyl-4-tetradecaenoic acid).
  • the enzyme concentration and blood flow of intravascular hemoglobin at the tumor site were measured using MultiSpectroscopic Acoustic Tomography (MOST).
  • MOST MultiSpectroscopic Acoustic Tomography
  • the oxygenated hemoglobin concentration is usually high at the measurement site where the blood volume is recognized, while the reduced hemoglobin concentration is high at the measurement site that is deficient in oxygen, in proportion to the oxygen concentration in the blood.
  • FIG. 15 shows the results of measuring the temporal change in blood oxygen concentration at the tumor site after emulsion administration.
  • the signal of reduced hemoglobin (blue in the figure) increased from administration and became maximum after 1 day.
  • the emulsion can block the supply of oxygen and nutrients carried by the blood to the tumor tissue as described above. Is backed up.
  • ICG indocyanine green
  • MSOT iThera Medical, inVision 256
  • ICG fluorescence angiography is a method that is clinically used, and makes use of the characteristic that ICG bound to plasma protein in blood is excited by infrared light and emits fluorescence.
  • FIG. 16A The result of imaging the change in ICG signal over time is shown in FIG. 16A, and the change over time in the corresponding signal intensity is shown in FIG. 16B.
  • the ICG signal increased immediately after the administration and was maintained for a certain period of time. On the other hand, no increase in ICG signal was observed at the tumor site where the emulsion was administered. From this result, it was suggested that when the emulsion was administered to the tumor site, blood flow in the tumor blood vessel was blocked.
  • microparticles of the tumor sealant of the present invention is expected to increase new options for minimally invasive therapies that prevent cancer metastasis or invasion.
  • the microparticles have the advantages of degradability and visualization function as an embolizing agent, and the possibility of being used as a new embolizing agent for arterial embolization therapy, and further can include a contrast agent and / or a dye.
  • Application to marking materials for cancer diagnosis and treatment is also possible.

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Abstract

本発明は、剤による重篤な副作用や放射線被爆がなく、腫瘍細胞を兵糧攻めにするという極めてシンプルで侵襲性の低い療法を改善して、根治を可能とする療法に使用される腫瘍封止剤を提供することを目的とする。本発明によれば、腫瘍細胞に特異的なEPR効果を利用し、腫瘍血管のみを透過し腫瘍に集積し定着する微粒子により腫瘍細胞を組織ごと覆い、血管新生誘導因子を放出させず、また低酸素状態で運動性が向上した腫瘍細胞も分離して他の場所へ移動させない、50nmから500nmの腫瘍血管内皮細胞の間隙を透過し、該間隙近くの腫瘍細胞及び細胞外マトリックスに付着した後、生体内分解することを特徴とする腫瘍封止剤を提供する。

Description

生体分解性腫瘍封止剤
 本発明は、腫瘍部位の血管を透過し、腫瘍組織に選択的に集積及び/又は接着し、一定時間定着して、腫瘍を包囲及び/又は密閉することにより、血管を含む周辺組織から腫瘍組織を遮断及び/又は隔離する微粒子状のデバイス、あるいは腫瘍部位の血管と腫瘍組織間を遮断する微粒子状のデバイスに関する。
 肝臓がんの低侵襲治療の一つとして、肝動脈塞栓術(TAE:trans-catheter arterial embolization)がある。肝臓の障害度が高く、手術ができないほど進行している場合など緩和医療や終末期医療に採用されている。これは、肝動脈を塞栓し、血液が運ぶ栄養や酸素の供給を絶ち、がんを兵糧攻めにして死滅させる治療法である。肝細胞は、肝動脈と門脈血管から栄養等を受けているが、がん化した肝細胞は肝動脈からしか栄養供給を受けない。一方、正常な肝細胞では門脈からの血流が70%を占めているため、肝動脈を塞栓しても正常細胞が死滅することはないと言われている。
 また、肝動脈塞栓術に抗がん剤を併用する肝動脈塞栓化学療法(TACE:trans-catheter chemo-embolization)では、造影剤と抗がん剤の混濁液を注入後に塞栓材で肝動脈を塞栓する。このとき、混濁液が門脈に流れ出ることがあり、肝動脈と門脈を塞栓して肝梗塞を起こす危険性がある。更に造影剤、抗がん剤及び塞栓材が胆嚢や膵臓に流れれば胆嚢炎や膵炎になる可能性もある。
 このような危険性に鑑み、前述のような混濁液ではなく、高分子ポリマーを基材とする数百μm程度の粒子径の球状ビーズ(マイクロスフィア)に抗がん剤を吸着させ、閉塞した血管内で徐放する機能を備えることによって、薬剤等が血管内に一機に流出することを抑制する塞栓材も出現してきた。
 塞栓材には、前述のように高分子ポリマーを原材料として体内に永久留置する永久塞栓材と、デンプンやゼラチンのような生体分解性物質を原材料として分解代謝される一時塞栓材がある。しかし、多くの一時塞栓材は塞栓効果が充分ではなく、また動物由来物質は国内の学会で禁忌とされている。
 一方、塞栓効果の比較的大きな永久塞栓材では永久留置のリスクを覚悟しなければならない。肝硬変のような元々肝臓の機能が損なわれている場合には、肝エネルギーレベルの低下に伴って代謝障害が発生し、肝不全を起こしやすくなる。できるだけ肝機能のダメージを抑えるためには、肝動脈と門脈の血流の再疎通が必要になる。
 そこで、特許文献1は、カテーテルや目的外の血管内において凝集詰まりを起こすことなく、血管内の目的部位にて完全に塞栓し、特定時間後に血流閉塞状態が解除され、生体内で分解され、代謝又は体外に排出する生分解性物質からなる塞栓材を提案している。
 動脈塞栓療法(TAE/TACE)では、塞栓効果の不十分な一時塞栓材を使用したり、隙間の生じる球形の塞栓ビーズ等を用いて不完全な塞栓状況が生じると、正常細胞への血流を阻害してダメージを与えるばかりでなく、腫瘍環境を低酸素状態に導き、悪性化の元凶となるリスクが高まる。
 非特許文献1によると、低酸素状態では、正常細胞さえもがんに対抗する免疫細胞の働きを抑制するタンパク質を分泌し、免疫細胞の一部はがんの味方に回るという。低酸素状態によって悪性度の低いがん細胞は死滅しても、組織に浸潤して拡大するような悪性度の高いがん細胞は、他臓器に転移して浸潤能力を高めるという恐るべき状況が現出することが記載されている。
 一般に、がん治療においては、がん組織のみを処置することは極めて難しい。外科的切除においては、がん細胞の取り残しを避けるため正常組織まで広めに切除する。抗がん剤を用いる化学療法においては、点滴や静脈注射による投与で全身の正常組織にも大きなダメージを与えている。放射線照射においては、粒子線などビームが絞られてきたものの、放射線の通過する正常組織へのダメージは避けられない。腫瘍組織及び腫瘍細胞のみを選択的に治療できる療法が望まれる所以である。
 上記の通り、マイクロカテーテルを用いた療法(TAE/TACE)では、医師の技量によるところも多いが、マイクロカテーテルを用いて腫瘍近傍の動脈の中から、腫瘍の栄養動脈を選択的に塞栓することができる。
 薬物を投与する化学療法では、腫瘍のみを選択に腫瘍に送達させる工夫がなされるようになってきた。一つは、腫瘍に特異的な標識を目指して腫瘍細胞のみに薬剤が奏功する分子標的機能の付与であり、アクティブターゲティング方式と呼ばれている。これに対し腫瘍組織及び腫瘍細胞に特徴的な性質及び構造に即して薬剤が送達されるパッシブターゲティング方式もある。
 パッシブターゲティングの代表的な原理がEPR効果(Enhanced Permeability and Retention Effect)である。
 正常組織の血管は内皮細胞が隙間なく詰まっているため、薬物等が血管の途中から漏れ出ることはないが、腫瘍血管は構造的に不完全で内皮細胞間の隙間が大きく、50nm~500nmであると言われている。500nm以下の粒径を有する微粒子であれば、腫瘍血管を透過することができる(Permeability)。
 また、腫瘍組織ではリンパ管が未発達であり、物質の循環が不完全になっている。そのため腫瘍血管を透過した物質は、結果的に腫瘍近辺に滞留し、集積することになる(Retention)。
 薬剤送達に上記EPR効果を利用したDDS(Drug Delivery System)製剤の研究も盛んになっているが、実用化された例はあまり知られていない。薬剤を腫瘍近傍まで送達しても、然るべきタイミングで細胞内に打込まなければ、薬剤としての効果は薄い。このため、細胞内に薬剤を浸透させる更に巧妙な仕掛けが必要となる。
 医用材料として、優れた生体適合性、生体分解性、生体環境応答性などの目覚ましい進歩があり、動物由来のリスクを回避できる人工合成化学物質が開発されている。
 人工合成化学物質として液晶を形成することが知られている両親媒性化合物において、ミセル構造、ベクシル構造、デンドリマー構造などの生体接着性に劣るラメラ構造ではなく、キュービック構造や逆ヘキサゴナル構造などの生体接着性に優れた非ラメラ構造等を自己組織化する低分子液晶化合物が報告されている(特許文献2、特許文献3)。
 例えば、特許文献2及び3には、注射剤用基材(特許文献2)や、生体接着性を活かした癒着防止剤(特許文献3)が開発されている。しかし、これらの特許文献では、塞栓材若しくは封止材、又は塞栓若しくは封止の用途に関する記述は無い。
 また、非特許文献2、特許文献4~5には、非ラメラ液晶を用いた動脈塞栓用塞栓材が開示されている。しかし、非特許文献2、特許文献4~6に記載の塞栓剤は、両親媒性化合物と水溶性有機溶媒等との混合液を非ラメラ液晶の前駆体としており、血管内でバルクの液晶ゲルを形成させて血流を制御し、又は血管を閉塞する血管内に限定した塞栓であって、EPR効果を活用した腫瘍組織への直接的集積や封止を意図していない。
特開2004-313759号公報 国際公開第2011/078383号 国際公開第2014/178256号 中国特許第103040741号明細書 中国特許第101822635号明細書 中国特許第103536974号明細書
日経サイエンス2014年11月号 R.K.ジェイン「腫瘍血管を味方につける」P61 「中国の科学技術の今を伝えるScience Portal China」第48号:新薬の研究・開発-呉伝斌『「放出制御製剤におけるキュービック液晶」についての研究の進展』2010年9月6日
 本発明は、腫瘍細胞を兵糧攻めにする療法によって、侵襲性が低く、がんの悪性化を阻止し、がんの根治を可能とする腫瘍封止剤を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、所定の両親媒性化合物(脂質)を基材とする微粒子が、腫瘍血管内皮細胞の間隙を透過し、血管外の腫瘍組織に付着し、腫瘍への栄養と酸素の供給並びに腫瘍からの誘導因子の伝達を遮断することによって、その腫瘍細胞を壊死に至らしめることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、本発明は以下を包含する。
[1] 非ラメラ液晶を形成することが可能な低分子の両親媒性化合物を基材とする微粒子を含む生体分解性腫瘍封止剤。
[2] 上記微粒子が20nm~500nmの粒子径を有する、上記[1]に記載の生体分解性腫瘍封止剤。
[3] 上記微粒子が水性媒体中に分散させたエマルションの形態で存在する、上記[1]又は[2]に記載の生体分解性腫瘍封止剤。
[4] 上記両親媒性化合物が下記一般式(I)で表される化合物又はその塩である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の生体分解性腫瘍封止剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(式中、X及びYは、それぞれ、水素原子を表すか又は一緒になって酸素原子を表し;nは、0~2の整数を表し;mは、1又は2を表し;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
は、単結合又は二重結合を表し;及びRは、2つ以上の水酸基を有する親水性基を表す)
[5] 一般式(I)中、X及びYは一緒になって酸素原子を表し、Rがグリセロールから1つの水酸基が除かれた親水基を表す、上記[4]に記載の生体分解性腫瘍封止剤。
[6] 上記両親媒性化合物が、以下のいずれかである、上記[1]~[5]のいずれかに記載の生体分解性腫瘍封止剤:
 モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカノイル)グリセロール、モノO-(5,9,13,17-テトラメチルオクタデカノイル)グリセロール、モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロール、モノO-(5,9,13,17-テトラメチルオクタデカ-4-エノイル)グリセロール、モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4,8,12-トリエノイル)グリセロール、又はモノO-(5,9,13,17-テトラメチルオクタデカ-4,8,12,16-テトラエノイル)グリセロール。
[7] 上記微粒子が造影剤及び/又は色素を包含する、上記[1]~[6]のいずれかに記載の生体分解性腫瘍封止剤。
[8] 上記両親媒性化合物がモノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールであり、上記造影剤がリピオドールである、上記[7]に記載の生体分解性腫瘍封止剤。
 本発明によれば、腫瘍細胞を兵糧攻めにする療法によって、抗がん剤等による重篤な副作用や外科手術による大きな外傷もなく、固形悪性腫瘍を治療することができる。
図1は、本発明の概念を説明するための図である。EPR効果により腫瘍血管を透過した微粒子が腫瘍を包囲して栄養等を遮断することを模式的に示した。 図2(1)は、一実施形態における本発明の造影剤を含む微粒子を含有したエマルションを説明する模式図である。図2(2)は、該微粒子の構造を説明する模式図である。 図3は、実施例2で調製したゲル状組成物に関するSAXS測定の強度分布図である。 図4は、実施例3で調製したゲル状組成物に関するSAXS測定の強度分布図である。 図5は、実施例4で調製したエマルションに関するSAXS測定の強度分布図である。 図6は、実施例4で調製したエマルションに関する動的光散乱法を用いた粒径分布図である。 図7は、実施例5で調製したエマルションに関するSAXS測定の強度分布図である。 図8は、実施例5で調製したエマルションに関する動的光散乱法を用いた粒径分布図である。 図9は、実施例7で調製したエマルションに関する動的光散乱法を用いた粒径分布図である。 図10は、担癌マウス、及び、その腫瘍部位を拡大した近赤外蛍光画像である。 図11は、実施例4で調製したエマルションの投与前後における、担癌マウス腫瘍部位のCT画像である。 図12は、実施例4で調製したエマルションの10倍希釈液の投与前、1回目投与後、及び2回目投与後における、担癌マウス肺臓のCT画像である。 図13は、ヒト血清中で、モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールによるゲル組成物の分解が進行したことを示す撮影画像である。 図14Aは、乳癌細胞のルシフェラーゼ(Luc)活性を指標とした、エマルションによる腫瘍部位における血流阻止の効果を示す。図14Bは、エマルションの非投与マウスに対する、血流が阻止された腫瘍部分のサイズ比を経時的にプロットした図である。 図15は、エマルション投与後の腫瘍部位における血中酸素濃度の経時的変化を切片画像として示した図である。青色が還元型ヘモグロビンを示し、赤色が酸化型ヘモグロビンを示す。 図16Aは、インドシアニングリーン(ICG)を用いて血流を経時的に測定した腫瘍切片の画像を示す図である。図16Bは、エマルションの投与の有無による血流の変化を経時的に記録した結果を示す図である。 エマルションを複数回投与した場合の腫瘍体積の変化を経時的に観察した結果を示す。
 以下、本発明を詳細に説明する。
 本発明に係る生体分解性腫瘍封止剤は、非ラメラ液晶を形成することが可能な低分子の両親媒性化合物を基材とし、腫瘍血管内皮細胞の間隙を透過し得る粒子径を有する微粒子であって、この微粒子がその間隙を透過後、高い生体接着性により間隙近傍に存在する腫瘍組織に付着し、腫瘍への栄養と酸素の供給並びに腫瘍からの誘導因子の伝達を遮断することによって、その腫瘍細胞を壊死に至らしめ、その後、付着した微粒子が生体内で分解及び/又は代謝されることを特徴とする。また、本発明に係る生体分解性腫瘍封止剤は、上記特徴を有するが、腫瘍への栄養血管を圧迫して血流を阻止することにより、腫瘍部位での血中の酸素濃度及び栄養供給を減少させ、腫瘍細胞を壊死させる効果も有することから、本発明の腫瘍封止剤には、上記の付加的効果を有する血流阻止剤としても機能する。
1.両親媒性化合物
 本発明に係る生体分解性腫瘍封止剤は、非ラメラ液晶を形成することが可能な低分子の両親媒性化合物を含有する。本発明の「低分子」とは、約20~10,000の分子量を有するものをいう。分子量は、好ましくは50~5,000、より好ましくは100~2,500、さらに好ましくは200~1,000である。また、本発明の「両親媒性化合物」とは、水性媒体中で油中水型の非ラメラ液晶を形成する親水基と疎水基を持つ両親媒性化合物である。
 非ラメラ液晶を形成することが可能な低分子の両親媒性化合物の例としては、限定されないが、下記一般式(I):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
で表される化合物又はその塩が挙げられる。
 一般式(I)中、X及びYは、それぞれ、水素原子を表すか又は一緒になって酸素原子を表し、好ましくは一緒になって酸素原子を表す。
 nは、0~2の整数を表し、mは、1又は2を表す。一般式(I)で表される両親媒性化合物において、nとmの組み合わせは、n=0、m=1;n=0、m=2;n=1、m=1;n=1、m=2;n=2、m=1;又はn=2、m=2のいずれであってもよい。
 上記一般式(I)中の表記:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
は、単結合又は二重結合を表す。
 さらに、上記一般式(I)中のRは、2つ以上の水酸基を有する親水性基を表し、以下に限定するものではないが、例えば、グリセロール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ジグリセロール、グリセリン酸、トリグリセロール、キシロース、ソルビトール、アスコルビン酸、グルコース、ガラクトース、マンノース、ジペンタエリスリトール、マルトース、マンニトール、及びキシリトールからなる群から選択されるいずれか1つから1つの水酸基が除かれた親水性基が挙げられる。Rの好ましい例は、グリセロールから1つの水酸基が除かれた親水性基である。
 また、本発明において、一般式(I)中の表記:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
は、上記両親媒性化合物が幾何異性体のE体(シス体)若しくはZ体(トランス体)又はそれらの混合物であることを意味する。
 一般式(I)で表される両親媒性化合物の好ましい具体例としては、X及びYは一緒になって酸素原子を表し、Rがグリセロールから1つの水酸基が除かれた親水基を表した化合物が好ましい。
 更に、一般式(I)で表される両親媒性化合物として、モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカノイル)グリセロール、モノO-(5,9,13,17-テトラメチルオクタデカノイル)グリセロール、モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロール、モノO-(5,9,13,17-テトラメチルオクタデカ-4-エノイル)グリセロール、モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4,8,12-トリエノイル)グリセロール、又はモノO-(5,9,13,17-テトラメチルオクタデカ-4,8,12,16-テトラエノイル)グリセロールが好ましい。さらに、モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールがより好ましい。
 本発明の両親媒性化合物は、後述の実施例の記載を参考にして合成することができる。あるいは、例えば、国際公開WO2014/178256、WO2011/078383、又はWO2006/043705に記載されている合成法に従って合成することができる。合成された化合物については、NMR測定等の常法により、目的の化合物が得られたことを確認することができる。
2.両親媒性化合物の性質
 本発明に係る生体分解性腫瘍封止剤に用いる両親媒性化合物は、水性媒体中において自己組織化することによって、ゲル状組成物として、非ラメラ液晶を形成することができる。本発明で用いる両親媒性化合物によって形成される非ラメラ液晶は、ラメラ液晶ではない構造体であって、L3相を含むが、疎水基を外側に向けて配向したII型(油中水型)の液晶であることが好ましく、具体的には、キュービック液晶又は逆ヘキサゴナル液晶であることがより好ましい。
 以上の非ラメラ液晶形成能は、常法により液晶構造を解析することによって確認することができる。偏光顕微鏡を用いたペネトレイション法では、I型(水中油型)キュービック液晶とII型(油中水型)キュービック液晶を容易に判別できる。また、X線小角散乱(SAXS)測定により散乱ピークの比から、Pn3mキュービック液晶、Ia3dキュービック液晶、Im3mキュービック液晶、逆ヘキサゴナル液晶を容易に判別することができ、さらにSAXSデータから算出したピーク値の逆数の比を求めることにより、空間群と格子定数を容易に決定することができる。
 本発明に係る両親媒性化合物が非ラメラ液晶を形成できる水性媒体としては、特に限定するものではないが、滅菌水、精製水、蒸留水、イオン交換水、超純水などの水;生理的食塩水、塩化ナトリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液、硫酸ナトリウム水溶液、硫酸カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、酢酸ナトリウム水溶液等の電解質水溶液;リン酸緩衝溶液、トリス塩酸緩衝溶液などの緩衝溶液;グリセリン、エチレングリコール、エタノール等の水溶性有機物を含有する水溶液;グルコース、スクロース、マルトース等の糖分子を含有する水溶液;ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール等の水溶性高分子を含む水溶液;オクチルグルコシド、ドデシルマルトシド、プルロニック(ポリエチレングリコール/ポリプロピレングリコール/ポリエチレングリコール共重合体)等の界面活性剤を含む水溶液;細胞内液、細胞外液、間質液、リンパ液、髄液、血液、胃液、血清、血漿、唾液、涙、精液、尿などの体液等が挙げられる。
 特に、上記一般式(I)で表される両親媒性化合物は、広範な環境条件下で高い安定性を示す。例えば、本発明に係る両親媒性化合物は、疎水性基としてイソプレノイド鎖を有することを特徴とし、疎水性基としてオレイン酸などの直鎖脂肪鎖を有する両親媒性化合物と異なって、加水分解に対する耐性が高く、酸化安定性も比較的高い。本発明に係る両親媒性化合物はまた、液晶を形成し得る温度領域が広く、クラフト温度が低く、低温(6℃又はそれ以下、好ましくは0℃又はそれ以下)でも安定して液晶を形成することができる。
 本発明で用いる両親媒性化合物によって形成される非ラメラ液晶の特筆すべき機能は、細胞膜の2層のリン脂質と、非ラメラ液晶の外側にある疎水基によって、生体表面への付着性を有することである。
 さらに、本発明で用いる両親媒性化合物によって形成される非ラメラ液晶の特筆すべき機能は、化合物の取り込み能である。例えば、疎水性化合物では、液晶の内側に安定して取り込むことができ、水溶性化合物では、液晶が構築した水チャネルに安定して取り込むことができる。
3.生体分解性腫瘍封止剤の調製
 本発明に係る生体分解性腫瘍封止剤は、上記両親媒性化合物を含有する基材とする微粒子を含み又は該微粒子からなり、上記微粒子を水性媒体中に分散させたエマルションの形態に調製され得る。
 上記微粒子をエマルションの形態に調製するための水性媒体は、特に限定するものではないが、滅菌水、精製水、蒸留水、イオン交換水、超純水などの水;生理的食塩水、塩化ナトリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液、硫酸ナトリウム水溶液、硫酸カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、酢酸ナトリウム水溶液等の電解質水溶液;リン酸緩衝溶液、トリス塩酸緩衝溶液などの緩衝溶液;グリセリン、エチレングリコール、エタノール等の水溶性有機物を含有する水溶液;グルコース、スクロース、マルトース等の糖分子を含有する水溶液;ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール等の水溶性高分子を含む水溶液;オクチルグルコシド、ドデシルマルトシド、プルロニック(ポリエチレングリコール/ポリプロピレングリコール/ポリエチレングリコール共重合体)等の界面活性剤を含む水溶液;細胞内液、細胞外液、間質液、リンパ液、髄液、血液、胃液、血清、血漿、唾液、涙、精液、尿などの体液等が挙げられる。
 上記微粒子の基剤として、上記両親媒性化合物のみ含有してもよいが、さらに、機能性物質を包含してもよい。実用上、腫瘍封止剤の封止状況(具体的には、血管を透過した後に腫瘍部位に付着、留置する状態や、付着後に徐々に生体分解する経緯)を可視化するために、造影剤や色素のいずれか又はその両者を含有することが好ましい。このように、本発明の腫瘍封止剤は、造影剤及び/又は色素を包含することができることから、臨床的にがんの診断に応用することができる。
 造影剤として、X線CT用には、疎水性造影剤であるヨウド系リピオドール、水性造影剤であるイオパミロン等、MRI用には、Gd(ガドリニウム)系又はFe(鉄)系の磁性物質、エコー用には超音波リポソーム粒子が挙げられる。これらは、1種類又は2種類以上を含有させてもよい。
 また、手術前及び手術中の視認性を確保する色素として、疎水性のクマリンや水溶性のフルオレセイン、ピラニン、シアニンなどの蛍光色素、ルシフェリンなどの発光色素が挙げられる。これらは、1種類又は2種類以上を含有させてもよい。
 さらに、造影剤と色素を同時に、それぞれ1種類又は2種類以上を含有させてもよい。
 前記両親媒性化合物と造影剤又は/及び色素との配合比は、100:1~1:100であってもよく、例えば、95:5、10:1、90:10、10:2、80:20、10:3、70:30、60:40、50:50、40:60、30:70、20:80、10:90、5:95であり得る。好ましくは100:1~50:50であり、さらに好ましくは10:1~10:3である。
 図2(1)は、生体分解性腫瘍封止剤を構成する、様々な粒径を有する微粒子13を含有するエマルション20を模式的に示している。微粒子13は、後述する非ラメラ液晶の細断によって形成されるため、粒径サイズは均一ではなく、図2(1)に示すように様々なサイズが混在しているが、20nm~500nmの粒径サイズが主体(微粒子全体で好ましくは70%以上、より好ましくは90%以上を占め、場合により100%占めてもよい)であって、20nm未満の微粒子13又は500nm超の微粒子13も存在し得る。したがって、本明細書において、使用の形態に応じて、微粒子13を粒径サイズによって特定する場合、「20nm~500nm」である粒径を有する微粒子には、例えば、「10nm~200nm」の粒径を有する微粒子、「300nm~700nm」の粒径を有する微粒子等を排除することを意図しない。一方で、「20nm~500nm」の粒径サイズには、例示的に「20nm~400nm」、「20nm~300nm」、「20nm~200nm」、「20nm~100nm」、「30nm~500nm」、「30nm~400nm」、「30nm~300nm」、「30nm~200nm」、「30nm~100nm」、「40nm~500nm」、「40nm~400nm」、「40nm~300nm」、「40nm~200nm」、「40nm~100nm」、「50nm~500nm」、「50nm~400nm」、「50nm~300nm」、「50nm~200nm」、「50nm~100nm」、「100nm~500nm」、「100nm~400nm」、「100nm~300nm」、「100nm~200nm」なども包含することが意図される。
 上記微粒子は、典型的には、任意の順番で、1種類又は2種類以上の上記両親媒性化合物又はその塩、造影剤又は/及び色素(含有させる場合)、1種類又は2種類以上の適量の製薬上許容される界面活性剤、及び適量の水性媒体(例えば、生理食塩水、注射用水)等を加えて撹拌・ホモジナイズすることによって調製できる。例えば、微粒子の内相が逆ヘキサゴナル液晶、造影剤又は/及び色素が疎水性である場合、図2(2)の微粒子13で示される。すなわち、疎水性の造影剤又は/及び色素24は逆ヘキサゴナル液晶21の液晶構造側に含まれる。逆に、水溶性の造影剤又は/及び色素24では、水チャネル22に包含される。なお、界面活性剤を含む外相23に覆われることによって、水性媒体中で、微粒子13は安定に存在する。
 前記製薬上許容される界面活性剤としては、製薬又は化粧品分野で使用される任意のものを使用することができ、以下に限定するものではないが、例えば、プルロニック(例えば、プルロニックF127;ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン(200EO)(70PO))、ポリソルベート80(オレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン;Tween 80)等を用いることができる。
 一実施形態において、本発明の生体分解性腫瘍封止剤は、前記微粒子を分散可能な濃度(例えば、0.001~15重量%)で含んでもよいが、投与対象、投与量などによって決定される。
 前記微粒子の確認方法として、微粒子の構造は、例えば、X線小角散乱(SAXS)やクライオTEMによって解析できる。また、微粒子の粒子径分布は、例えば、ゼータ電位・粒径測定装置によって測定できる。
 本発明の微粒子は、上記の典型例に示したように、1種類以上の両親媒性化合物を界面活性剤等と混合し、撹拌及びホモジナイズすることにより調製することができるが、後述する実施例10に示されるように、超音波破砕やマイクロ流体技術を用いても調製することができる。ここで、「マイクロ流体技術」とは、微小空間で流体を扱う技術の総称であるが、該技術に使用されるデバイスを「マイクロ流体デバイス」と呼ぶ。これは、半導体微細加工技術や精密機械加工技術を応用して作製された、深さ及び幅が典型的には数μm~数100μm程度の流路構造を有する装置である。本明細書では、マイクロ流体技術を用いて微粒子を作製しているが、所望の粒径を有する微粒子を安定に調製することができることから、該技術を用いて微粒子を作製することが好ましい。なお、微粒子の粒径は、当業者に周知の一般的な方法を用いて測定することができる。
4.生体分解性腫瘍封止剤の性質と特徴
(1)シリンジ又はマイクロカテーテル通過性
 本発明に係る生体分解性腫瘍封止剤は、前述したように、上記両親媒性化合物によって形成される非ラメラ液晶を微粒子化して、生体適合する水性媒体に分散したエマルションを含む。本エマルションによって、シリンジ又はマイクロカテーテルの通過性を確保している。
(2)腫瘍血管透過性
 腫瘍組織に特異的に形成された腫瘍新生血管は、血管を覆うペリサイト(血管周皮細胞)が減少しているため、腫瘍血管における内皮細胞間の間隙は、正常細胞と比較して広がっている。その間隙を漏れ出る粒子が存在する。本生体分解性腫瘍封止剤は、その間隙を通過するのに十分小さな粒子径を持つ。間隙の大きさは個人差があり、腫瘍種別、部位にもよるが、一般に5nm以上700nm以下とされている。
(3)異なる粒子径で構成される分散性
 前記腫瘍血管の間隙は大小様々である。本生体分解性腫瘍封止剤は、粒子径は単一ではなく数百nm幅の分布をもつエマルションのため、どの間隙からも透過することによって集積密度を増加させることができる。
(4)腫瘍組織集積性
 前述のように腫瘍血管を透過した微粒子は、腫瘍周辺に放出されるが、正常組織と異なり腫瘍組織では、リンパ管網が未発達である。このため体液と共にリンパ管経由で、他の部位に運ばれることは無い。従って、放出された微粒子即ち本生体分解性腫瘍封止剤は、腫瘍部位に留まる集積性がある。前記(2)と(4)を合わせてEPR効果と呼ぶ。
(5)腫瘍組織定着性
 前述のように腫瘍組織に集積しても、腫瘍細胞や間質に定着しなければ、体液等の流れと共に流出してしまう。本生体分解性腫瘍封止剤は、ラメラ構造以外の液晶構造物質であるため、細胞膜やコラーゲン、繊維芽細胞等からなる細胞外マトリクスへの接着性が高く定着性に優れる。
(6)酸素と栄養の遮断性
 本生体分解性腫瘍封剤が集合合体しゲル状の瘍封剤が稠密に腫瘍組織を封止することによって、腫瘍細胞は増殖に必要な栄養と酸素が遮断され、細胞死(壊死)にいたる。
(7)伝達系転写誘導因子の伝達阻害性
 腫瘍組織・細胞からは、各種誘導因子が発せられる。例えば、低酸素ストレス下のがん細胞から発せられるHIF(低酸素誘導因子)は、VEGF(血管内皮細胞増殖因子)に伝達して腫瘍血管新生を促し、腫瘍への栄養と酸素の供給量を増大させ増殖に寄与している。本生体分解性腫瘍封剤は、腫瘍組織を隙間なく覆い封じ込めることによって、これら腫瘍から発せられる伝達因子の拡散を阻止することで悪性化を食い止めることができる。
(8)速やかな代謝・排泄
 本生体分解性腫瘍封剤は、腫瘍細胞が壊死するのに十分な時間・期間を経た後は、体内酵素による分解又は可溶化、一部はさらなる分解などを経て、体外へ排泄される。
(9)視認性及び可視化性
 (6)までは本生体分解性腫瘍封剤の基本的な機能に限定した性質であるが、実用上の機能として、医師が使用する場面で有用な機能を付加している。
 第一が、目視による視認性である。色素(蛍光色素を含む)を包含することによって、他の医薬品との取り違えリスクを軽減し、更にはマーカーとして手術部位・範囲を表示することで、間違った箇所への施術を回避できる。
 第二に、造影剤を包含させることにより、術中の画像装置によるモニタリングで的確な箇所へ十分な施術が行われている或いは行われたかを確認できる。更には、造影剤のみを使用した時のように流出せずに腫瘍部位に定着するため、再度造影剤を注入する手術をすることなく、術後の腫瘍の状況を画像装置でモニタリングできる可視化性を有する。
(10)塞栓性
 本生体分解性腫瘍封止剤は、動脈塞栓用塞栓材としても使用できる。塞栓材としては、永久塞栓材と同等の塞栓効果を発揮する一時塞栓材として、永久留置リスクを回避でき、更に腫瘍封止効果と塞栓効果との相乗効果を期待することもできる。
5.生体分解性腫瘍封止剤の使用
 上記の通りに調製した生体分解性腫瘍封止剤は、例えば、固形悪性腫瘍を診断及び/又は治療するために使用することができる。本明細書で使用するとき、「固形悪性腫瘍」には、有棘細胞がん、乳がん、皮膚リンパ腫、血管肉腫、肝胆道系のがん、頭頸部がん、肺がん、中皮腫、縦隔がん、食道がん、胃がん、膵臓がん、小腸がん、結腸がん、結直腸がん、大腸がん、肛門がん、腎臓がん、尿道がん、膀胱、前立腺、尿道がん、陰茎がん、睾丸がん、婦人科臓器のがん、卵巣がん、内分泌系のがん、皮膚がん、脳を含む中枢神経系のがん;軟組織及び骨肉腫;並びに皮膚及び眼内起源の黒色腫を含む。使用形態としては、限定されないが、1種類又は2種類以上の両親媒性化合物を含有する基材とする微粒子を水性媒体中に分散させたエマルションの形態で使用してもよく、又は該微粒子を含む医薬組成物として使用してもよい。このように、本発明の腫瘍封止剤は、固形悪性腫瘍などのがんの診断に適用可能であるだけでなく、がんの治療に応用することもできることから、「セラノスティクス・デバイス」として称することができる。
 本発明によれば、シリンジ又はマイクロカテーテルを用いて、生体分解性腫瘍封止剤が腫瘍近傍の動脈から腫瘍を塞栓及び/又は血流を阻止するように導入されてもよい。一態様において、本発明の生体分解性腫瘍封止剤は、限定されないが、シリンジを用いて腫瘍近傍に局所投与することができる。ここで、導入時の生体分解性腫瘍封止剤の量、濃度、回数、及び頻度等は、対象(被験者)の性別、年齢、体重、患部の状態等を考慮して、医師及び獣医師が、適宜、調整することができる。ここで、本発明の生体分解性腫瘍封止剤による治療対象は、哺乳動物であることが好ましく、哺乳動物としては、限定されないが、ヒト、サル等の霊長類、マウス、ラット、ウサギ、モルモット等のげっ歯類、ネコ、イヌ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ウマ、ロバ、ヤギ、フェレット等が挙げられる。
 後述する実施例8においては、胆癌マウスにエマルション形態の生体分解性腫瘍封止剤(実施例4)の100μLを注射器によって、腫瘍近傍の血管より投与(具体的には、注入)し、抗腫瘍効果が得られた。ヒトへの適用に関しては、これらの胆癌マウスの実験結果に基づいて、単純に体重換算すれば、例えば、ヒトの固形悪性腫瘍に対しては、本発明の生体分解性腫瘍封止剤を1回あたり10ml~200ml程度の量を腫瘍近傍の血管より投与することに相当する。また、本発明の生体分解性腫瘍封止剤は、所望の治療効果が得られるまで、複数回(例えば、2~10回)、適宜、間隔(例えば、1日に2回、1日に1回、1週間に2回、1週間に1回、2週間に1回)をおいて投与されてもよい。なお、本発明の生体分解性腫瘍封止剤の1回あたりの投与量(具体的には、注入量)及び投与頻度は、上記に限定されるものではなく、当業者(例えば、医師又は獣医師)が、適宜調整して決定され得る。
 本発明の生体分解性腫瘍封止剤を医薬組成物として使用する場合には、有効成分としての生体分解性腫瘍封止剤の他に、担体、賦形剤、及び/又は安定化剤等を適宜添加して形態で使用されてもよい。また、本発明によれば、生体分解性腫瘍、溶媒(生理食塩水など)、担体等をそれぞれ封入した容器(バイアル等)、及び使用説明書等を含むキットとして提供される。また、本発明の生体分解性腫瘍封止剤は医用材料を包含する。
 以下、本発明を実施例に基づきより具体的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
[実施例1]モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 グリセロール0.65g(7.1mmol)及び炭酸カリウム0.59g(4.3mmol)の乾燥N,N-ジメチルホルムアミド(3.5mL)溶液に、80℃で5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エン酸メチル1.0g(3.5mmol)をゆっくり滴下した。100℃で18時間撹拌した後、反応液に1M塩酸を添加し、エーテルで抽出した。抽出液を飽和重曹水、飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過、濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘキサン混液)で精製することにより、表題化合物を無色透明液体として得た。
 得られた化合物について、1H-NMR測定及び粘度測定を行った結果は以下の通りである。
 H-NMRスペクトル(300MHz,CDCl,TMS)δ:0.80-0.90(m,9H),1.00-1.70(m,15H),1.97(td,J=7.8,17.0Hz,2H),2.13(t,J=6.1Hz,1H,OH),2.25-2.45(m,4H),2.55(d,J=5.2Hz,1H,OH),3.50-4.00(m,3H),4.10-4.25(m,2H),5.08(t,J=6.7Hz,1H)
 粘度:0.48Pa・s(せん断速度92 1/s)
[実施例2]モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールによる液晶の形成及び解析
 モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールに対して、水性媒体として50質量%以上の生理食塩水を添加して混合操作を行い、分離した生理食塩水を除いた。その結果、外観上は白濁~無色透明なゲル状組成物を得た。
 NANO Viewerナノスケールエックス線構造評価装置(Rigaku製)を使用して、上記ゲル状組成物のエックス線小角散乱(SAXS)による液晶構造を解析した。大気圧下、ピンホールスリットに上記ゲル状組成物を詰めたものを大気圧下で測定を行った結果、SAXSの強度分布を測定したグラフ(図3(1))と、ピークリサーチ結果(図3(2))が得られた。これにより、少なくとも3本の散乱ピークが観測され、ピークの比は逆ヘキサゴナル液晶に特有の比1:√3:2を示したことから、上記ゲル状組成物は逆ヘキサゴナル液晶であることが確認できた。
[実施例3]モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールとリピオドールによる液晶の形成及び解析
 モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールと造影剤であるリピオドールを重量比10:5、70:30、10:3、80:20、10:2、90:10、10:1で混合した。各混合物に対して、水性媒体として50質量%以上の生理食塩水を添加して混合操作を行い、分離した生理食塩水を除いて、それぞれ混合物を得た。重量比10:5、70:30の混合物は、二層に分離した組成物であった。重量比10:3、80:20、10:2、90:10、10:1の混合物は、それぞれ白濁したゲル状組成物となり、リピオドールの重量比が低くなるにしたがって粘性は高まった。
 SmartLab高輝度In-plane型エックス線回折装置(Rigaku製)を使用して、上記ゲル状組成物のエックス線小角散乱(SAXS)による液晶構造を解析した。大気圧下、センタースリットに上記ゲル状組成物を詰めたものを大気圧下で測定を行った。
 図4(1)は重量比10:3、図4(2)は重量比10:2、図4(3)は重量比10:1の場合のSAXS測定のグラフである。3サンプルともに、非ラメラ液晶を形成していると認められた。重量比10:1では逆ヘキサゴナル液晶に特有の比である3本の強い散乱ピークがあるのに対して、重量比10:2、重量比10:3へ向かうに伴って、3本の散乱ピークは減弱しており、液晶構造の規則性が弱まった。
[実施例4]モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールとリピオドールによるエマルションの調製
 モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールとリピオドールの重量比が10:1となるよう、モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロール1.841gと造影剤であるリピオドール0.184gを混合し、プルロニックF127(Aldrich P2443)0.51gとエタノール0.285gを添加して、均一になるまで溶解した。さらに、生理食塩水(大塚生食注)12.18gを添加して、撹拌した後、スターバスト(スギノマシン製)でホモジナイズすることによって、微粒子を含有するエマルションを調製した。
 上記エマルションに対して、NANO Viewerナノスケールエックス線構造評価装置(Rigaku製)を使用して、エックス線小角散乱(SAXS)による液晶構造を解析した。大気圧にてキャピラリーに導入し、減圧状態の装置内で測定(試料自体は大気圧下)した結果、SAXSの強度分布を測定したグラフ(図5(1))と、ピークリサーチ結果(図5(2))が得られた。これにより、少なくとも3本の散乱ピークが観測され、ピークの比は逆ヘキサゴナル液晶に特有の比1:√3:2を示したことから、上記エマルションは逆ヘキサゴナル液晶の微粒子が分散した液晶エマルション(ヘキサソーム)であることが示された。
 さらに、上記エマルションに対して、ゼータサイザーNano-ZS(マルバーン製)を使用して、粒子径分布を測定した。測定サンプルは上記エマルションを蒸留水で100倍希釈して調製した。得られた測定データを図6に示す。平均粒子径(Z-Average)は、131.4nmであった。図6中、60nm辺りの粒径の微粒子が形成され始め、粒径が増大するにつれて粒度分布が急速に増大し、粒径130nm近傍でピークに達する。その後、粒径が増大するにつれ、粒度分布が減少しつつ、粒径350nm辺りで微粒子形成が終了する。すなわち、上記エマルションは60nm~350nmの粒径の微粒子が大部分を占めるエマルションであった。
[実施例5]モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールのエマルションの調製
 モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロール5.4g、プルロニックF127(Aldrich P2443)1.36gとエタノール0.76g、注射用水(大塚蒸留水)32.48gを用いて、実施例4と同様に攪拌・ホモジナイズすることによって、微粒子を含有するエマルションを調製した。
 上記エマルションに対して、実施例4と同様にしてSAXS測定を行った。その結果を、その結果、SAXSの強度分布を測定したグラフ(図7(1))と、ピークリサーチ結果(図7(2))が得られた。これにより、少なくとも6本の散乱ピークが観測され、ピークの比は結晶学的空間群Pn3mに属するキュービック液晶に特有の比√2:√3:√4:√6:√8:√9を示したことから、上記エマルションは結晶学的空間群Pn3mに属するキュービック液晶の液晶エマルション(キューボソーム)であることが示された。
 さらに、上記エマルションに対して、実施例4と同様にして、粒子径分布を測定した。測定サンプルは上記エマルションを蒸留水で100倍希釈して調製した。その結果を図8に示す。図8より、上記エマルションの平均粒子径(Z-Average)は、208.8nmであり、90nm~600nmの粒径の微粒子が大部分を占めた。
[実施例6]モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールとCy7カルボン酸のエマルションの調製
 モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロール3.375g、蛍光色素であるCy7カルボン酸(Lumiprobe-0550-90,Lumiprobe社)0.0074g、プルロニックF127(Aldrich P2443)0.85gとエタノール0.475g、生理食塩水(大塚生食注)20.3gを用いて、実施例4と同様に攪拌・ホモジナイズすることによって、微粒子を含有するエマルションを調製した。
[実施例7]モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールとリピオドール、フルオレセインナトリウムのエマルションの調製
 モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロール2.4546g、造影剤であるリピオドール0.2454g、蛍光色素であるフルオレセインナトリウム(ウラニン)0.0037g、プルロニックF127(Aldrich P2443)0.68gとエタノール0.38g、生理食塩水(大塚生食注)16.2363gを用いて、実施例4と同様に攪拌・ホモジナイズすることによって、微粒子を含有するエマルションを調製した。
 上記エマルションに対して、実施例4と同様にして、粒子径分布を測定した。測定サンプルは上記エマルションを蒸留水で100倍希釈して調製した。その結果を図9に示す。図9より、上記エマルションの平均粒子径(Z-Average)は、124.8nmであり、60nm~300nmの粒径の微粒子が大部分を占めた。
[実施例8]エマルションを用いた腫瘍封止効果、正常組織への影響に関する評価
(1)担癌マウスの作成
 実験動物のマウス(C57BL/6 albino雄)の背中中央部皮下1mmの部位に対して、ホタルルシフェラーゼ遺伝子(luc)を恒常発現する癌腫LLC(mouse lung carcinoma)(LLC/luc)移植した。36日間かけて腫瘍を成長させることによって、生後週齢10週の担癌マウス(体重26.2g)を作成した。図10に、担癌マウスとその腫瘍部位をlucによる生物発光で可視化した画像を示す。
(2)腫瘍封止効果に関する実験
 上記担癌マウスの腫瘍に対して、実施例4で調製したエマルション100μLを注射器によって、腫瘍近傍の血管より投与した。小型実験動物用3DマイクロX線CT装置(CosmoScan FX、リガク社)を用いて、投与前と投与5分後に腫瘍部位を観察した。得られたCT画像を解析した結果、エマルション中の微粒子が腫瘍血管を透過して腫瘍部位に付着していることが明らかとなった。図11に、本エマルション投与前後における担癌マウス腫瘍部位のCT画像を示す。
(3)正常組織への影響に関する実験
 上記担癌マウスに対して、実施例4で調製したエマルションを生理食塩水で10倍希釈したエマルション200μLを注射器によって、尾部より10分毎に2回投与した。小型実験動物用3DマイクロX線CT装置(CosmoScan FX、リガク社)を用いて、投与前、投与1回目5分後、投与2回目5分後に担癌マウスの全体を観察した。とりわけ、最も細い毛細血管が存在する肺臓において、1回目投与後と2回目投与後のいずれにおいても、エマルション中の微粒子が付着していないことが明らかとなった。図12に、本エマルション投与前、1回目投与後、2回目投与後における担癌マウス肺臓のCT画像を示す。
 以上の結果より、本発明の微粒子(生体分解性腫瘍封止剤)は、腫瘍細胞特異的に付着し、正常組織へは付着しないことが示唆された。
[実施例9]モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールによる液晶、及び、リピオドールを含むその液晶のヒト血清中における安定性評価
 モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロール約100μL、又はモノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールとリピオドールの重量比が10:1、10:2、10:3の各混合溶液、約100μLをそれぞれバイアル中のヒト血清(Human OTC Serum,Access Biologicals社)2mLに添加した。各バイアルを軽く揺らして、ゲル状組成物を形成させた後、37℃の湯浴中に静置して、直後、10時間後、24時間後に観察した。時間の経過によって、各バイアル中のヒト血清はいずれも徐々に白濁した。なお、ヒト血清の代わりに蒸留水を用いた場合、24時間以内にいずれも、ゲル状組成物に変化はなく、蒸留水中はほとんど白濁しない。
 図13に、モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロール約100μLのサンプル経過を示す撮影画像を示した。ヒト血清中に添加直後(図13(1))では、ゲル状組成物が形成し、ヒト血清は透明のままである。添加10時間後(図13(2))では、白濁化が進行している。添加24時間後(図13(3))では、ゲル状組成物は残存しているものの、さらに白濁化が進行している。添加24時間後の薄膜クロマトグラフィー(TLC)分析を行った結果、主成分は溶出したモノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールと加水分解して得られるカルボン酸(5,9,13-トリメチル-4-テトラデカエノン酸)であった。
[実施例10]エマルションを用いた腫瘍部位の血流阻止効果に関する評価
(1)乳癌細胞移植マウスの作製
 ルシフェラーゼを安定に発現する4T1乳癌細胞(4T1-Luc)を入手し、ヌードマウスBalb/c nu/nu(日本チャールス・リバー株式会社)の皮下に2.5×10細胞/mlのPBS/Geltrex(登録商標)=1/1(vol/vol)の細胞懸濁液を0.04ml移植した。
(2)血流阻止効果
 上記の乳癌細胞を移植されたマウス腫瘍部位に、高圧ホモジナイザーを用いて作製したエマルションを局所投与した。投与後、ルシフェラーゼの基質であるD-ルシフェリンを含むリン酸緩衝生理食塩水を腹腔内投与により投与して血流循環させ、上記乳癌細胞のルシフェラーゼ(Luc)活性をIn vivoイメージング装置(IVIS)(Spectrum)で経時的に観察した。腫瘍部位では、血中のルシフェリンの存在によりLuc活性に基づいて蛍光が確認される。図14Aに示される通り、エマルションの非投与マウスでは、移植した乳癌細胞のLuc発現により継続的に蛍光を観察できるのに対して、エマルションを投与したマウスでは、投与直後から蛍光が減少したことから、エマルションの投与により、血中のD-ルシフェリンの腫瘍への送達、エマルション投与により腫瘍部位への血流が阻止されることが示唆された。また、この観察結果について、非投与マウスに対する投与マウスにおけるLuc活性の比を算出し、経時的な変化を図14Bとして示す。
 さらに、エマルション投与による腫瘍部位での血流阻止効果をさらに検討するために、腫瘍部位の血管内ヘモグロビンの酵素濃度及び血流をMultiSpectral Optoacoustic Tomography(MOST)を用いて測定した。血管内ヘモグロビンに関して、通常、血液中の酸素濃度に比例して、血量が認められる測定部位では酸化型ヘモグロビン濃度が高く、一方、酸素欠乏に陥っている測定部位では還元型ヘモグロビン濃度が高い。エマルション投与後の腫瘍部位における血中酸素濃度の経時的変化を測定した結果を図15に示す。還元型ヘモグロビンのシグナル(図中、青色)は、投与から増加し、1日後に最大となった。このように、エマルションを投与した腫瘍部位では酸素濃度が顕著に低下していることから、エマルションが、血液によって運搬される酸素や栄養の腫瘍組織への供給を遮断し得る上記の血流阻止効果を裏付けている。
(3)血流測定
 腫瘍血管における血流阻止をさらに確認するために、エマルション投与1日後の担癌マウスの静脈内に蛍光物質であるインドシアニングリーン(ICG)を投与し、腫瘍部位における血流をMSOT(iThera Medical社、inVision 256)を用いてモニタリングした。このようなICG蛍光血管撮影法は、臨床的に利用されている方法であって、血中で血漿タンパクと結合したICGが赤外光で励起され、蛍光を発する特性を活かしたものである。経時的にICGシグナルの変化を撮像した結果を図16Aに示し、これに対応するシグナル強度の経時的変化を図16Bに示した。エマルションを投与していない腫瘍部位は、投与直後からICGシグナルが増加し、一定時間、維持された。一方、エマルションを投与した腫瘍部位では、ICGシグナルの増加が観察されなかった。この結果から、腫瘍部位にエマルションを投与した場合、腫瘍血管における血流が阻止されることが示唆された。
(4)腫瘍抑制
 エマルションを複数回投与した場合の腫瘍体積の変化について検討した。上記(1)に記載したように、4T1-Lucを移植されたヌードマウスを用いて経時的に観察した。エマルションの投与は、初回(0日目)、2日目、3日目、及び5日目に行った。腫瘍体積の経時的な変化を図17に示す。図17から明らかなように、生理食塩水を投与した対照と比較して、エマルションを投与したマウスの腫瘍体積は減少した。これは、1回投与の場合と比較して、腫瘍体積の減少は顕著であった(データ示さず)。
 本発明の腫瘍封止剤の微粒子を用いることにより、癌の転移又は浸潤を防ぐ低侵襲性療法の新たな選択肢が増えることが期待される。また、該微粒子は、塞栓剤として分解性や可視化機能のアドバンテージを有しており、動脈塞栓療法の新しい塞栓剤としての可能性が拓け、更に造影剤及び/又は色素を包含することができるため、癌の診断や施術時のマーキング材への応用も展開できる。
 本明細書に引用する全ての刊行物及び特許文献は、参照により全体として本明細書中に援用される。なお、例示を目的として、本発明の特定の実施形態を本明細書において説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の改変が行われる場合があることは、当業者に容易に理解されるであろう。
 10  腫瘍血管
 11  内皮細胞間隙
 12  腫瘍組織
 13  微粒子
 14  腫瘍細胞
 15  赤血球
 20  エマルション
 21  逆ヘキサゴナル液晶
 22  水チャネル
 23  外相
 24  造影剤
 60  担癌マウス
 61  腫瘍部
 62  投与後腫瘍部
 63  付着微粒子
 64  肺

Claims (8)

  1.  非ラメラ液晶を形成することが可能な低分子の両親媒性化合物を基材とする微粒子を含む生体分解性腫瘍封止剤。
  2.  前記微粒子が20nm~500nmの粒子径を有する、請求項1に記載の生体分解性腫瘍封止剤。
  3.  前記微粒子が水性媒体中に分散させたエマルションの形態で存在する、請求項1又は2に記載の生体分解性腫瘍封止剤。
  4.  前記両親媒性化合物が下記一般式(I)で表される化合物又はその塩である、請求項1~3のいずれか1項に記載の生体分解性腫瘍封止剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、X及びYは、それぞれ、水素原子を表すか又は一緒になって酸素原子を表し;nは、0~2の整数を表し;mは、1又は2を表し;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    は、単結合又は二重結合を表し;及びRは、2つ以上の水酸基を有する親水性基を表す)
  5.  一般式(I)中、X及びYは一緒になって酸素原子を表し、Rがグリセロールから1つの水酸基が除かれた親水基を表す、請求項4に記載の生体分解性腫瘍封止剤。
  6.  前記両親媒性化合物が、以下のいずれかである、請求項1~5のいずれか1項に記載の生体分解性腫瘍封止剤:
     モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカノイル)グリセロール、モノO-(5,9,13,17-テトラメチルオクタデカノイル)グリセロール、モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロール、モノO-(5,9,13,17-テトラメチルオクタデカ-4-エノイル)グリセロール、モノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4,8,12-トリエノイル)グリセロール、又はモノO-(5,9,13,17-テトラメチルオクタデカ-4,8,12,16-テトラエノイル)グリセロール。
  7.  前記微粒子が造影剤及び/又は色素を包含する、請求項1~6のいずれか1項に記載の生体分解性腫瘍封止剤。
  8.  前記両親媒性化合物がモノO-(5,9,13-トリメチルテトラデカ-4-エノイル)グリセロールであり、前記造影剤がリピオドールである、請求項7に記載の生体分解性腫瘍封止剤。
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