JP2001508802A - 可逆的ゲル化コポリマーと製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、(メタ−)アクリルアミド誘導体と親水性コモノマーとの線状ランダムコポリマーである、熱可逆的ゲル又はゲル化コポリマーに関する、この線状ランダムコポリマーは最小ゲル化分子量カットオフ以上の分子量の複数を有する複数の線状鎖の形状である。生分解性バックボーン及び／又は治療剤の添加は、さらなる有用性を与える。熱可逆的ゲル化コポリマーの本発明による製造方法は、(ａ)(メタ−)アクリルアミド誘導体に溶媒中の親水性コモノマーを開始剤と共に混合して，反応混合物を形成する工程と；(ｂ)反応混合物を共重合させて、複数の分子量を有する複数の線状鎖を有する一次線状ランダムコポリマーを形成する工程と；(ｃ)合成された一次線状ランダムコポリマーを精製して，最小ゲル化分子量カットオフ以上の分子量の複数を有する二次線状ランダムコポリマーを得る工程とを有する。このゲルは、前記コポリマーに水性溶媒を混合することによって製造されるゲル化溶液中で生分解性バックボーン及び／又は治療剤をゲルに組み合わせることによって強化される。本発明の利点は、(１)本発明の熱可逆的ゲルが熱力学的安定性を有し、ゲル化時に、希釈によって液体状態に逆転せず、温度変化に反応してのみ液体状態に逆転することと、(２)実質的な離液を示さずにゲル化が生じることを包含する。さらに、本発明の熱可逆的ゲルは組織灌流のためにより適した、低い初期粘度を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 可逆的ゲル化コポリマーと製造方法 発明の分野 本発明は一般に、可逆的ゲルとその製造方法に関する。さらに詳しくは、この ゲルは（メタ−）アクリルアミド誘導体と親水性コモノマーとのランダムコポリ マーである。本明細書で用いる限り、（メタ−）アクリルアミドなる用語はメタ クリルアミド、アクリルアミド又はこれらの組み合わせを意味する。 発明の背景 刺激感受性可逆的ヒドロゲルを本明細書では，例えば温度、ｐＨ、イオン強度 、溶媒組成、シート応力又はこれらファクターの組み合わせのような，外部刺激 に反応して、溶液とゲルとの間で変化するコポリマー−溶媒系として定義する。 可逆刺激感受性ゲルは、刺激の逆転時に変化が逆転するゲルである。可逆ヒドロ ゲルの周知の例は、高温（例えば、８０℃）では溶液状態であり、低温（例えば 、２０℃）ではゲルを形成するゼラチンの水溶液である。可逆的ゲルの他の例は 、温度変化に反応してゲル化する、アガロース及びカッパ−カラジーナンの水溶 液と、カルシウムイオン濃度の上昇に反応してゲル化するアルギネートの水溶液 とを包含する。可逆ヒドロゲル系は増粘剤及び懸濁化剤として食品産業及び製薬 産業に用いられる。 幾つかの特定の可逆的ゲル化コポリマーは薬物投与系及び組織工学ポリマーマ トリックスとしても研究された。２０（又はそれ以上）重量％の、ポリエチレン オキシドとポリプロピレンオキシドとのブロックコポリマー、例えばＰｏｌｏｘ ａｍｅｒ４０７とＰｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ６８（Ｐｏｌｏｘａｍｅｒ１８８）を含 有する高粘度水溶液は反転温度ゲル化(reverse thermal gelation)を示す。Ｐｏ ｌｏｘａｍｅｒ４０７の溶液は眼内投与のためにも研究されている。２５重量％ と３０重量％のＰｏｌｏｘａｍｅｒ４０７を含有する溶液が製造され、それらを ２５ＧＡ針から注入するために要する力が研究された。針壁と周囲との間の熱転 移のために針内部で液体−ゲル変化が生ずることが結論された(Ｊ．Ｊｕｈａｓ ｚ，Ａ．Ｃａｂａｎａ，Ａ．Ａｉｔ−Ｋａｄｉ，眼内投与のためのＰｏｌｏｘａ ｍｅｒ４０７ゲルの注入力の評価，Ｐｈａｒｍ．Ｒｅｓ.，１３，Ｎｏ．９，１ ９９６，Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ，Ｓ−２７６)。 他の例では、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ６８の２５重量％水溶液に関節軟骨細胞の 懸濁液を４℃において混合して、ヌードの免疫応答可能なウサギに皮下注射した 。両方の場合に、コポリマー中に閉じ込められた細胞はヒアリン軟骨の組織学的 外観を有する組織を形成した。熱可逆的Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ６８ゲルが組織工 学のための効果的な注入可能マトリックスとして役立つことができると結論され た[Ｃ．Ａ．Ｖａｃａｎｔｉ等，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｔｉｓｓｕｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｏｒｌａｎｄｏ，ＦＬ，１９９６ ]。 眼科用のための現場ゲル化系として研究されたｐＨ-可逆的ヒドロゲルの例は 、ポリ（アクリル酸）ポリマーの水溶液であり、これは０．１重量％を超える濃 度においてｐＨ媒介相転移を受ける。この溶液はヒドロキシルプロピルメチルセ ルロース、粘度上昇剤をも含有する［Ｐｈａｒｍ．Ｒｅｓ．，１３，Ｎｏ．９， １９９６，シンポジウム増刊号]。 可逆的ゲル化に基づく，局所及び粘膜投与用の新規なビヒクルが、ポリ（アク リル酸）とポリ（エチレンオキシド）／ポリ（プロピレンオキシド）ブロックコ ポリマーとの相互浸透性ポリマー、ネットワーク（ＩＰＮ）として開発された。 周囲温度から体温にまで加熱されると、このネットワークは粘性な液体からゲル 様コンシステンシーまでの顕著な粘度上昇を示した。高温になると、ＩＰＮの粘 度上昇のために、ネットワークからの有効成分の放出速度低下が観察されること が結論された[Ｅ．Ｓ．Ｒｏｎ等，局所及び粘膜薬物投与のための新規なビヒク ル，Ｐｈａｒｍ．Ｒｅｓ．，１３，Ｎｏ．９，１９９６，シンポジウム増刊号、 Ｓ−２９９]。 ポリ（エチレンオキシド）／ポリ（プロピレンオキシド）コポリマー、即ち、 Ｐｏｌｏｘａｍｅｒ４０７、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ６８(Ｐｏｌｏｘａｍｅｒ１ ８８)、ポリ（アクリル酸）とポリ（エチレンオキシド）／ポリ（プロピレンオ キシド）ブロックコポリマーとのＩＰＮ、及びこれらの組み合わせを含有する、 全てのゲルは、ゲル状態の限定された濃度依存性安定性を示す。これらコポリマ ー から形成されたゲルは希釈（例えば、腹腔内注入後の体液による希釈による）時 に液体になる。さらに、可逆的ゲルの上記例の全ては、液体状態において、即ち 、ゲル化変化の前に高い初期粘度を示す。 したがって、特定の刺激が逆転するときにのみ逆転し、異なる刺激（例えば、 希釈）の導入時には逆転しない可逆的ゲルが必要である。さらに、低い初期粘度 を有する可逆的ゲルの必要性が存在する。 Ｂａｅ等への米国特許第５，２６２，０５５号はＮＩＰＡＡＭ及びそのコポリ マーに基づく可逆的ゲルを用いた人工腎臓を述べている。これらのポリマーとコ ポリマーとは希釈時に逆転しないが、低い初期粘度を有する。しかし、Ｂａｅ等 の実施例１に述べられているＮＩＰＡＡＭホモポリマーは最小の含水量を有する 濃厚なゲルを形成する(即ち、離液を示す)。 したがって、実質的な離液を示さない熱可逆的ゲルの必要性が依然としてある 。 水中で相転移を示すポリマーは、「広いｐＨ範囲にわたって温度誘導相転移を 示すグラフトコポリマー」，Ｇ．Ｃｈｅｎ，ＡＳ Ｈｏｆｆｍａｎ，Ｎａｔｕｒ ｅ，３７３巻，５，Ｊａｎ １９９５（４９〜５２頁）に述べられているように 、薬物投与のための多くの可能な用途を有する。この論文では、著者はさらに， 温度及びｐＨの変化によって相が分離する温度感受性ポリマーを述べている。Ｃ ｈｅｎとＨｏｆｆｍａｎは，温度感受性ホモポリマーの側鎖を有するグラフトコ ポリマー、アクリル酸のｐＨ感受性バックボーンホモポリマーにグラフトされた オリゴ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを用いている。著者は、希薄溶液にお ける曇り点測定によって研究した、グラフトコポリマーの相分離を述べている。 しかし、希薄溶液はこれらのグラフトコポリマーの可逆的ゲル化を生じることが できない。ＣｈｅｎとＨｏｆｆｍａｎはまた、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド とアクリル酸とのランダムコポリマーを相分離を示すものとして挙げている、し かし、これらのランダムコポリマーのより濃厚な溶液における可逆的ゲル化の可 能性を研究する意図については記載されていない。 本発明の可逆的ゲルは、例えば化学的塞栓形成物質(chemo-embolic material) のような、治療剤キャリヤーとして有用である。化学的塞栓形成物質はトランス カテーテル動脈化学的塞栓形成と呼ばれる処置によって切除不能な肝臓悪性腫瘍 の治療に用いられる。この処置の目的は，適当な肝動脈の治療的塞栓形成を生じ て、化学療法剤の投与を局在化することである。現在、この処置はヨウ素化油と ゼラチンフォームの小スライスとを用いて行われる。これらの物質は効果的でな く、化学的塞栓形成のための新規な物質を発見するために研究が続けられている 。 したがって、改良された化学的塞栓形成物質が必要とされる。 発明の概要 本発明は、(メタ−)アクリルアミド誘導体と親水性コモノマーとのランダムコ ポリマーである、熱可逆的ゲル又は熱可逆的ゲル化コポリマーであり、このラン ダムコポリマーは最小ゲル化分子量カットオフ以上の分子量の複数を有する複数 の線状鎖の形状である。熱可逆的ゲル化コポリマーはそれに熱可逆的ゲル化コポ リマーを含有する水溶液中の治療剤を組み合わせることによって、及び／又は生 分解性バックボーンに熱可逆的ゲル化コポリマーをグラフトすることによって強 化される。熱可逆的ゲル化ポリマーを製造するための本発明の方法は、次の工程 ： （ａ）(メタ−)アクリルアミド誘導体に溶媒中の親水性コモノマーを開始剤と 共に混合して，反応混合物を形成する工程と； （ｂ）反応混合物を重合させて、複数の分子量を有する複数の線状鎖を有する 一次ランダムコポリマーを形成する工程と； （ｃ）重合した一次ランダムコポリマーを精製して，最小ゲル化分子量カット オフ以上の分子量の複数を有する二次ランダムコポリマーを得る工程と を有する。この方法はさらに、熱可逆的ゲル化コポリマーに熱可逆的ゲル化コポ リマーを含有する水溶液中の治療剤及び／又は生分解性バックボーンを組み合わ せる工程を有する。 本発明の利点は、(1)本発明の熱可逆的ゲルは熱力学的安定性を示し、ゲル化 時には希釈されても液体状態に逆転しないが、温度変化に反応してのみ液体状態 に逆転することができることを包含する。さらに、溶液状態の本発明の熱可逆的 ゲルは組織灌流により適した低い初期粘度を有する。 治療剤キャリヤーを提供することが、本発明の目的である。 治療剤キャリヤーの製造方法を提供することが、本発明の他の目的である。 生分解性熱可逆的グラフトコポリマーを提供することが、本発明のサラナル目 的である。 本発明の課題を詳しく指摘し、本明細書の結論部分において明確に特許請求す る。しかし、操作の構成と方法の両方は、本発明のさらなる利点と目的と共に、 以下の説明を添付図面と共に参照することによって、最も良く理解することがで きると思われる、図面において同様な参照文字は同様な要素を意味する。 図面の簡単な説明 図１は、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド−コ−アクリル酸）（ＮｉＰ ＡＡｍ／ＡＡｃ）のランダムコポリマーの図であり、図中、ｎとｍは（それぞれ ）ＮｉＰＡＡｍとＡＡｃの配列を意味し、これらの配列はランダムな長さであり 、コポリマー鎖に沿ってランダムに分布されている。 図２は、ゲル化溶液におけるゲル中保水率対初期コポリマー濃度の棒グラフで ある。 図３は、２種類の異なる薬物負荷％（２０重量％と３３重量％）を有するＮｉ ＰＡＡｍ／ＡＡｃコポリマーからの５−フルオロウラシル（５ＦＵ）放出率対時 間のグラフである。 図４ａは、熱可逆的コポリマー／染料溶液の注入後に切断されたリンパ節を示 す。 図４ｂは、染料溶液のみの注入後に切断されたリンパ節を示す。 好ましい実施態様の説明 本発明は、熱可逆的コポリマーが水溶液中に存在するときに実質的な離液なし に形成されるゲルとして有用である熱可逆的コポリマーである。離液現象は、ゲ ル化時にコポリマーマトリックスからの水排除として定義される。実質的な離液 とは、コポリマーマトリックスから約１０重量％より多くの水が排除されること である。本発明によると、離液は好ましくは約１０重量％未満であり、より好ま しくは約５重量％未満であり、最も好ましくは約２重量％未満である。離液が実 質的に無いとは、約２重量％未満、好ましくは０重量％の離液である。 熱可逆的コポリマーは（メタ−）アクリルアミド誘導体と親水性コポリマーと の線状ランダムコポリマーであって、最小ゲル化分子量カットオフ以上の分子量 の複数を有する線状鎖の形状である前記線状ランダムコポリマーである。本発明 によると、最小分子量カットオフとは、少なくとも数千、好ましくは約１２，０ ００である。最小ゲル化分子量カットオフ未満の分子量を有するコポリマー鎖又 はポリマー鎖の実質的な量の存在は、ゲル化しない乳状溶液を生じる。さらに、 線状ランダムコポリマー中の親水性コモノマーの量は好ましくは約１０モル％未 満、より好ましくは約５モル％未満，最も好ましくは約２モル％未満である。線 状鎖の構造は、架橋されていない。さらに、線状ランダムコポリマー構造は，図 １に示すように、線状鎖１００が誘導体１０２と親水性コモノマー１０４とのラ ンダムな交互部分によって共有されている構造である。 （メタ−）アクリルアミド誘導体はＮ，Ｎ’−アルキル置換（メタ−）アクリ ルアミドであり、非限定的に、Ｎ−イソプロピル（メタ−）アクリルアミド、Ｎ ，Ｎ’−ジエチル（メタ−）アクリルアミド、Ｎ−（メタ−）アクリロイルピロ リジン、Ｎ−エチル（メタ−）アクリルアミド、及びこれらの組み合わせを包含 する。 親水性コモノマーは、(メタ−)アクリルアミド誘導体と共重合する任意の親水 性コモノマーである．好ましい親水性コモノマーは親水性（メタ−）アクリル− 化合物であり、非限定的に、カルボン酸、（メタ−）アクリルアミド、親水性（ メタ−）アクリルアミド誘導体、親水性（メタ−）アクリル酸エステルを包含す る。カルボン酸は例えばアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの組み合わせを包 含する。親水性アクリルアミド誘導体は非限定的に、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ− ）アクリルアミド、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル（メタ−）アクリル アミド、２−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）エチル（メタ−）アクリルアミド、又 はこれらの組み合わせを包含する。親水性（メタ−）アクリル酸エステルは非限 定的に、２−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）エチル（メタ−）アクリレート、２− （Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル（メタ−）アクリレート及びこれらの組み合 わせを包含する。 本発明によると、熱可逆的ポリマーに水性溶媒を混合して，熱可逆的ゲル化溶 液又は可逆的ゲル化溶液を形成することができる。水性溶媒は非限定的に水と塩 水溶液を包含する．塩溶液は好ましくは医用のリン酸塩緩衝化生理的食塩溶液で ある。 本発明による熱可逆的ポリマーの製造方法は、次の工程： （ａ）(メタ−)アクリルアミド誘導体に溶媒中の親水性コモノマーを開始剤と 共に混合して，反応混合物を形成する工程と； （ｂ）反応混合物を重合させて、複数の分子量を有する複数の線状鎖を有する 一次線状ランダムコポリマーを形成する工程と； （ｃ）重合した一次線状ランダムコポリマーを単離し、精製して，最小ゲル化 分子量カットオフ以上の分子量の複数を有する二次線状ランダムコポリマーを得 る工程と を有する。 （メタ−）アクリルアミド誘導体と親水性コモノマーとの代替物は上述されて おり、ここでは繰り返さない。 反応溶媒は水性でも非水性でもよい。好ましい水性溶媒は単純に水である。或 いは、水性溶媒は塩溶液である。非水性溶媒は非限定的に、酸素化炭化水素溶媒 (例えばジオキサン)、塩素化炭化水素(例えばクロロホルム)、芳香族炭化水素( 例えばベンゼン)を包含する炭化水素であることができる。ベンゼン中での重合 中にポリマーの沈殿が生じる。ジオキサンが好ましい溶媒である、この理由は共 重合中に沈殿が生じないので、ランダムコポリマー（ＮｉＰＡＡＭ／ＡＡｃ）の 組成の大きな均一性が得られるからである。 （メタ−）アクリルアミド誘導体に対する水性溶媒の量は好ましくは約８０重 量％であるが、約３０重量％〜約９８重量％の範囲であることができる。（メタ −）アクリルアミド誘導体に対する非水性溶媒の量は好ましくは約８０重量％で あるが、約３０重量％〜約９８重量％の範囲であることができる。 開始剤は（メタ−）アクリルアミド誘導体と相容性である任意のラジカル開始 剤であることができる。好ましい開始剤は２，２’−アゾビス−イソブチロニト リル（ＡＩＢＮ）である。溶媒とポリマーとの反応混合物に対する開始剤の量は 好ましくは約０．１重量％であるが、約０．０１重量％〜約２重量％の範囲であ ることができる。 可逆的ゲル化溶液は熱可逆的ポリマーに水溶液を混合することによって製造す ることができる。実質的に離液を示さない非再吸収性可逆的ゲルを得るために、 ポリマーに対する水溶液量は約７０重量％〜約９９重量％、好ましくはＮｉＰＡ Ａｍ／ＡＡｃに対して約９８重量％である。水溶液は好ましくは塩溶液である。 本発明に述べる、Ｎ−イソプロピル（メタ−）アクリルアミドと（メタ−）ア クリル酸との線状ランダムコポリマーから成る非再吸収性可逆的ゲルの他に、同 様なゲル化性を有する生分解性（再吸収性）コポリマーは、例えばポリ（アミノ 酸）の生分解性ホモポリマー・バックボーンにオリゴ（メタ−）アクリルアミド 誘導体側鎖をグラフトすることによって得られる。好ましいオリゴ（メタ−）ア クリルアミド誘導体側鎖はＮ，Ｎ−アルキル置換（メタ−）アクリルアミド誘導 体、(メタ−)アクリルアミド誘導体と親水性コモノマーとの線状ランダムコポリ マー及びこれらの組み合わせを包含する。非生分解性ｐＨ感受性ホモポリマー・ バックボーンにオリゴ−Ｎ−イソプロピル（メタ−）アクリルアミド誘導体側鎖 をグラフトする方法は、述べられている(ＣｈｅｎとＨｏｆｆｍａｎ)。本発明で は、ＣｈｅｎとＨｏｆｆｍａｎの方法（単数又は複数）を用いて、オリゴ−Ｎ− イソプロピル（メタ−）アクリルアミド誘導体側鎖を、例えばポリ（アミノ酸） のような、代替え生分解性ホモポリマー・バックボーンにグラフトした。合成の 第１工程は、アミノ末端連鎖移動剤、例えば２−アミノエタンチオールン塩酸塩 を用いるフリーラジカル・ホモ重合によるオリゴ−Ｎ−イソプロピル（メタ−） アクリルアミド側鎖のフリーラジカル・ホモ重合又はランダム共重合である。次 の工程は、活性化試薬、例えばジシクロヘキシルカルボジイミドを用いる、生分 解性バックボーンのカルボニル部分へのアミノ末端マクロマーのカップリングで ある。例えばポリ（ホスファゼン）及びポリ（カプロラクトン）のような、他の 生分解性バックボーンにも、同様な合成方法によって、オリゴ−Ｎ−イソプロピ ル（メタ−）アクリルアミド側鎖をグラフトすることができる。反応溶媒は非水 性であり、好ましくは、例えばクロロホルム、ジクロロメタン、Ｎ，Ｎ’−ジメ チルホルムアミド又はこれらの組み合わせのような炭化水素である。 本発明の再吸収性及び／又は非再吸収性熱可逆的ゲル（単数は複数種類）は治 療剤キャリヤーとして有用である。さらに詳しくは、これは、この可逆的コポリ マーを化学療法剤（ＣＴＡ）と組み合わせることによって化学的塞栓形成物質と して有用である。この可逆的コポリマー−ＣＴＡ組み合わせは体温では、閉じ込 められたＣＴＡを含有する可逆的ゲルマトリックスを形成するが、室温ではこの 可逆的コポリマー−ＣＴＡ組み合わせは自由流動性（注入可能な）溶液である。 化学的塞栓形成剤としての可逆的ゲルの利点は、体温における即座のゲル形成に よる迅速かつ効果的な塞栓形成と、薬物若しくは治療剤が可逆的コポリマーに共 有結合しない、コポリマー溶液との単純な混合による、又は薬物若しくは治療剤 を可逆的コポリマーに共有結合させることによる薬物の容易な組み込みである。 ゲルマトリックス内に閉じ込められたＣＴＡの局在化かつ制御された放出は化学 療法の効力を高め、化学療法の全身毒性効果を減ずる。実施例１ ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド−コ−アクリル酸)(ＮｉＰＡＡｍ／Ａ Ａｃ)の合成と熱可逆的ゲル形成とを実証するために、実験を行った。種々な量 のＡＡｃを含有する線状高分子量ＮｉＰＡＡｍ／ＡＡｃコポリマーをフリーラジ カル重合によって合成した。 （メタ−）アクリルアミド誘導体は、使用前にヘキサンから再結晶されたＮ− イソプロピルアクリルアミド(ＮｉＰＡＡｍ)(Ｆｉｓｈｅｒ，Ｃo.)であった。開 始剤、２，２’−アゾビス−イソブチロニトリル(ＡＩＢＮ)(Ｅａｓｔｍａｎ Ｋ ｏｄａｋ，Ｃｏ.)をメタノールから再結晶した。親水性コモノマーは、使用前に ３９℃／１０ｍｍＨｇにおける真空蒸留によって精製されたアクリル酸(ＡＡｃ) (Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ.)であった。反応溶媒、ジオキサン、ＨＰＬＣ等級(Ａｌ ｄｒｉｃｈ Ｃｏ.)は入手されたまま用いた。（メタ−）アクリルアミド誘導体 と、開始剤と、親水性モノマーと、溶媒とが反応混合物を形成した。 ＮｉＰＡＡｍのＡＡｃに対するモル供給比率は９９：１、９８：２及び９７： ３として変化した。共重合は、１．２１９ｘ１０^-3モル／リットルの開始剤量を 含むジオキサン（８０重量％）中で行った。反応は６０℃において１８時間進行 した。得られたコポリマー溶液を新しいジオキサンによって希釈して、１０倍過 剰なジエチルエーテルに滴加して、コポリマー沈殿を生じさせた。沈澱したコポ リマーを濾過によって単離して、乾燥させた。単離したコポリマーをアセトン中 に再溶解して、１０倍過剰なジエチルエーテル中に再沈澱させた。精製の重要な 最終工程は１２，０００〜１４，０００分子量カットオフ（ＭＷＣＯ）透析膜を 通してのコポリマー水溶液の透析を必要とした。透析は残留未反応モノマーと、 透析膜のＭＷＣＯより小さい分子量を有する全てのコポリマーフラクションとを 除去して、精製されたコポリマー生成物を生じた。精製されたコポリマー生成物 をさらに凍結乾燥した。 合成されたコポリマーからの１２，０００未満の分子量の除去は、ゲル透過ク ロマトグラフィーによって確認した。未反応モノマーの除去は、核磁気共鳴によ って確認した。 合成コポリマーの低い基準溶液温度（ＬＣＳＴ）は、曇り点測定法によって評 価した。この方法では、リン酸塩緩衝化生理的食塩水中の合成コポリマーの１重 量％溶液を１０分間毎に２℃ずつ上昇させて２０℃から５０℃に加熱し、４５０ ｎｍにおける吸光度を測定した。ＬＣＳＴに対応する曇り点は、吸光度対温度曲 線における屈曲点の温度として測定した。ＮｉＰＡＡｍホモポリマーは３２℃に おいてＬＣＳＴを示した。親水性コモノマーとの共重合はＬＣＳＴを３６〜３８ ℃の生理的温度範囲にまで高めた。２モル％のＡＡｃを含有するＮｉＰＡＡｍ／ ＡＡｃコポリマーは３７℃におけるＬＣＳＴを示した。 熱可逆的ゲル形成を３７℃において調べた。凍結乾燥したコポリマーをリン酸 塩緩衝化生理的食塩水（ＰＢＳ）中に種々なコポリマー濃度（０．５，１．０， １．５，２．０，２．５及び５．０重量％）で溶解して、コポリマー溶液を形成 した。ＰＢＳは詳しくは０．１５Ｍ ＮａＣ１，０．０１Ｍ リン酸塩、ＫＨ₂ ＰＯ₄及びＮａ₂ＨＰＯ₄であった。コポリマー溶液を３７℃において２４時間熱 的に平衡させた。離液（ゲルから排除された水量）は重量測定によって測定した 。Ｎ−イソプロピルアクリアミド（ＮｉＰＡＡｍ）と、そのアクリル酸（ＡＡｃ ）とのコポリマーの熱可逆的ヒドロゲルの離液は、図２に示すように、コポリマ ー組成（０，１，２モル％のＡＡｃ）とポリマー濃度とによって影響された。図 ２では、ゲル中の保水量を溶液中の初期コポリマー濃度（ゲル化前）の関数とし てプロットした。意外にも、少なくとも約２．０モル％のＡＡｃを有するＮｉＰ ＡＡｍ／ＡＡｃコポリマーを少なくとも約２重量％含有する溶液が実質的に離液 を示さない可逆的ゲルを形成することができることが発見された。実施例２ 実験を行って、最小ゲル化分子量カットオフの必要性を確認した。ゲル化ポリ マー溶液を実施例１と同様に製造したが、この溶液は透析しなかったので、低分 子量種が除去されなかった。結果は外観が乳状である溶液であり、これはゲルを 形成しなかった。実施例３ 可逆的ゲルが制御された速度で治療剤を放出することを実証するために実験（ 放出試験）を行った。 この放出試験は、２モル％のアクリル酸を含有するＮｉＰＡＡｍ／ＡＡｃ−２ コポリマーを用いて行った。ＰＢＳ中５重量％コポリマー溶液中に２０重量％と ３３．３重量％の５−フルオロウラシル（５ＦＵ）を含有する懸濁液を、室温に おいて、混合と短時間の超音波処理とによって製造した。全ての懸濁液において 、５ＦＵは懸濁液中で物理的に混合されたが、コポリマーに共有結合しなかった 。コポリマー／薬物懸濁液の１ｍｌを小透析管（ｄ＝２５ｍｍ、ＭＷＣＯ １２ ，０００〜１４，０００）に注入した。注入中に、透析管を３７℃において平衡 化したＰＢＳ中に浸漬した。瞬間的なゲル形成が透析管内で観察された。次に、 この管を密封して、外側溶液の穏やかな混合を開始した。外側溶液のサンプルを 予定の時間間隔で採取して、代りに、同量の新しいＰＢＳ緩衝液を補充した。５ ＦＵの濃度を２６６ｎｍにおけるＵＶ分光測定によって分析した。ＮｉＰＡＡｍ ／ＡＡｃ−２コポリマーからの５ＦＵの放出プロフィルを図３に示す、図３では 薬物の放出率を時間の関数としてプロットする。 ２０重量％と３３重量％の薬物を含有するゲルからの放出を研究した。放出プ ロフィルは観察された初期バースト効果(initial burst effect)に関して顕著に 異なった。最初の２４時間内に、２０重量％の５ＦＵを含有するゲルはほぼ４０ ％の薬物を放出したが、３３重量％の５ＦＵを含有するゲルは１５％未満の薬物 を放出した。高度に水和されたコポリマーマトリックスからの薬物放出の場合に は、通常、初期放出速度は高い薬物負荷を有するゲルの方が大きい。期待された 結果とのこの明白な矛盾を説明するためには、２０重量％の薬物を含有するゲル によって示される離液を考慮しなければならない。この場合に、外側ゲル層から の迅速な拡散によって通常生じる、初期バースト効果は離液によってゲルマトリ ック スから排除される薬物量によって強化された。２４時間後に、即ち、初期バース ト効果後に、両方のゲルに関して一定の放出速度が１２０時間観察され、５ＦＵ の２０重量％負荷を含有するゲルに関して高い放出速度が観察された。実施例４ リンパ節における組織灌流中のゲルの挙動を実証するために、さらなる実験を 行った。Ｎ−イソプロピルアクリルアミドとアクリル酸（２モル％）との凍結乾 燥コポリマー（ＮｉＰＡＡｍ／ＡＡｃ）を実施例１と同様にＰＢＳ中に溶解した 。Ｓｉｇｍａからの電気泳動試薬、染料Ｎａｐｈｔｈｏｌ ブルー〜ブラックを コポリマー溶液に加えた。全ての溶液において、染料を溶液中に溶解することに よって物理的に混合したが、染料はコポリマーに共有結合しなかった。 イヌのリンパ節を新たに単離して、３７℃ＰＢＳにおいて３０分間平衡させた 。 少量（＞０．０１％）のブルー染料をも含有するＰＢＳ中のＮｉＰＡＡｍ／Ａ Ａｃの５重量％溶液を調製して、氷浴中で冷却した。冷ポリマー溶液の小アリコ ート（０．２〜０．３ｍｌ）を新たに単離されたイヌのリンパ節中に注入した。 注入後に、リンパ節を３７℃ＰＢＳに１０〜１５分間維持して、注入したコポリ マー溶液の熱ゲル化を可能にした。次に、注入されたリンパ節をレーザー・ブレ ードによって切開して、組織灌流度を評価した。図４ａに示すように、リンパ節 ４００内の組織灌流はゲル化コポリマー溶液４０２の灌流度に限定され、明白に 目視可能であった。 対照として、ＰＢＳのみ中の染料溶液を、染料をゲル化溶液中に混合せずに、 他のリンパ節４０４中に注入した。染料４０６はリンパ節内に局所的に含有され ず、図４ｂに示すように、リンパ節全体に及びリンパ節を超えて拡散した。染料 溶液のみの注入はリンパ節４０４内に染料の局在化を生じなかった。実施例５ 実験を実施例１と同様に行ったが、ＮｉＰＡＡｍのＡＡｃに対するモル供給比 率は９８．４：１．６、９８．２：１．８として変化させた。これらの組成物は 、それぞれ、３５℃と３６℃のゲル化温度を生じた。 終わりに 本発明の好ましい実施態様を示し、説明したが、本発明のより広範囲な態様に おいて多くの変更及び改変が本発明から逸脱せずになされうることは当業者に明 らかであろう。それ故、添付請求の範囲はこのような変更及び改変の全てを本発 明の実際の要旨及び範囲内に入るものとして包含するように意図される。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 性を有し、ゲル化時に、希釈によって液体状態に逆転せ ず、温度変化に反応してのみ液体状態に逆転すること と、(２)実質的な離液を示さずにゲル化が生じることを 包含する。さらに、本発明の熱可逆的ゲルは組織灌流の ためにより適した、低い初期粘度を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 下記成分： （ａ）(ｉ)（メタ−）アクリルアミド誘導体と、(ii)親水性コモノマーとの線 状ランダムコポリマーであって、最小ゲル化分子量カットオフ以上の分子量の複 数を有する複数の線状鎖の形状である前記線状ランダムコポリマーを有する可逆 的ゲル化コポリマーと； （ｂ）可逆的ゲル化溶液として、前記可逆的ゲル化溶液と混合される水性溶媒 と； （ｃ）治療剤キャリヤーとして、前記可逆的ゲル化溶液と混合される治療剤と を含む、治療剤キャリヤー。 ２．線状ランダムコポリマー中の前記親水性コモノマーの量が約１０モル％ 未満である、請求項１記載の治療剤キャリヤー。 ３．前記量が約２モル％である、請求項２記載の治療剤キャリヤー。 ４．前記量が約１．６モル％〜約１．８モル％である、請求項２記載の治療 剤キャリヤー。 ５．前記（メタ−）アクリルアミド誘導体がＮ,Ｎ’−アルキル置換（メタ −）アクリルアミドから成る群から選択される、請求項１記載の治療剤キャリヤ ー。 ６．前記Ｎ,Ｎ’−アルキル置換（メタ−）アクリルアミドが、Ｎ−イソプ ロピル（メタ−）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジエチル（メタ−）アクリルアミ ド、Ｎ−（メタ−）アクリロイルピロリジン、Ｎ−エチル（メタ−）アクリルア ミド、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項５記載の治療 剤キャリヤー。 ７．前記親水性コモノマーが親水性（メタ−）アクリル−化合物である、請 求項１記載の治療剤キャリヤー。 ８．前記親水性（メタ−）アクリル−化合物がカルボン酸、（メタ−）アク リルアミド、親水性（メタ−）アクリル酸エステル、親水性（メタ−）アクリル アミド誘導体及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項７記載 の治療剤キャリヤー。 ９．前記カルボン酸がアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの組み合わせか ら成る群から選択される、請求項８記載の治療剤キャリヤー。 １０．前記親水性（メタ−）アクリルアミド誘導体がＮ，Ｎ−ジエチル（メ タ−）アクリルアミド、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル（メタ−）アク リルアミド、２−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）エチル（メタ−）アクリルアミド 、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項８記載の治療剤キ ャリヤー。 １１．前記親水性（メタ−）アクリル酸エステルが２−（Ｎ，Ｎ−ジエチル アミノ）エチル（メタ−）アクリレート、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチ ル（メタ−）アクリレート及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、 請求項８記載の治療剤キャリヤー。 １２．前記水性溶媒が水と塩水溶液とから成る群から選択される、請求項１ 記載の治療剤キャリヤー。 １３．前記塩溶液がリン酸塩緩衝化生理的食塩水である、請求項１２記載の 治療剤キャリヤー。 １４．前記溶媒量が約７０重量％〜約９９重量％である、請求項１３記載の 治療剤キャリヤー。 １５．前記治療剤キャリヤーが化学的塞栓形成物質である、請求項１記載の 治療剤キャリヤー。 １６．治療剤キャリヤーの製造方法であって、次の工程： （ａ）（メタ−）アクリルアミド誘導体に溶媒中の親水性コモノマーを開始剤 と共に混合して，反応混合物を形成する工程と； （ｂ）反応混合物を共重合させて、複数の分子量を有する複数の線状鎖を有す る一次線状ランダムコポリマーを形成する工程と； （ｃ）共重合した一次線状ランダムコポリマーを単離し、精製して，最小ゲル 化分子量カットオフ以上の分子量の複数を有する二次線状ランダムコポリマーを 得る工程と； （ｄ）熱可逆的コポリマーに水性溶媒を混合して、可逆的ゲル化溶液を製造す る工程と； （ｅ）治療剤を加えて、前記治療剤キャリヤーを得る工程と を含む前記方法。 １７．前記開始剤がフリーラジカル開始剤である、請求項１６記載の方法。 １８．線状ランダムコポリマー中の前記親水性コモノマーの量が１０モル％ 未満である、請求項１６記載の方法。 １９．前記量が約２モル％である、請求項１８記載の方法。 ２０．前記（メタ−）アクリルアミド誘導体がＮ,Ｎ’-アルキル置換（メタ −）アクリルアミドである、請求項１６記載の方法。 ２１．前記Ｎ,Ｎ’-アルキル置換（メタ−）アクリルアミドが、Ｎ−イソプ ロピル（メタ−）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジエチル（メタ−）アクリルアミ ド、Ｎ−（メタ−）アクリロイルピロリジン、Ｎ−エチル（メタ−）アクリルア ミド、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項２０記載の方 法。 ２２．前記親水性コモノマーが親水性（メタ−）アクリル−化合物である、 請求項１６記載の方法。 ２３．前記親水性（メタ−）アクリル−化合物がカルボン酸、（メタ−）ア クリルアミド、親水性（メタ−）アクリル酸エステル、親水性（メタ−）アクリ ルアミド誘導体及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項２２ 記載の方法。 ２４．前記カルボン酸がアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの組み合わせ から成る群から選択される、請求項２３記載の方法。 ２５．前記親水性（メタ−）アクリルアミド誘導体がＮ，Ｎ−ジエチル（メ タ−）アクリルアミド、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル（メタ−）アク リルアミド、２−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）エチル（メタ−）アクリルアミド 、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項２３記載の方法。 ２６．前記親水性（メタ−）アクリル酸エステルが２−（Ｎ，Ｎ−ジエチル アミノ）エチル（メタ−）アクリレート、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチ ル（メタ−）アクリレート及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、 請求項２３記載の方法。 ２７．前記反応溶媒が水性溶媒、炭化水素溶媒及びこれらの組み合わせから 成る群から選択される、請求項１６記載の方法。 ２８．前記水性溶媒が水、塩水溶液及びこれらの組み合わせから成る群から 選択される、請求項２７記載の方法。 ２９．前記炭化水素溶媒が酸素化炭化水素、塩素化炭化水素、芳香族炭化水 素及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項２７記載の方法。 ３０．前記酸素化炭化水素がジオキサンである、請求項２９記載の方法。 ３１．前記塩素化炭化水素がクロロホルムである、請求項２９記載の方法。 ３２．前記芳香族炭化水素がベンゼンである、請求項２９記載の方法。 ３３．前記水性溶媒が水と塩水溶液とから成る群から選択される、請求項１ ６記載の方法。 ３４．前記塩溶液がリン酸塩緩衝化生理的食塩水である、請求項３３記載の 方法。 ３５．前記治療剤キャリヤーが化学的塞栓形成物質である、請求項１６記載 の方法。 ３６．生分解性熱可逆的グラフトコポリマーであって、下記成分： （ａ）生分解性ポリマーバックボーンと； （ｂ）前記ポリマーバックボーンにグラフトされる、(メタ−)アクリルアミド 誘導体のホモ−オリゴマー、(メタ−)アクリルアミド誘導体のコ−オリゴマー、 親水性コモノマーと共重合された（メタ−）アクリルアミド誘導体のホモ−オリ ゴマー、親水性コモノマーと共重合された（メタ−）アクリルアミド誘導体のコ −オリゴマーから成る群から選択される側鎖と を含む前記コポリマー。 ３７．前記生分解性コポリマー・バックボーンがポリ(アミノ酸)、ポリ(ホ スファゼン)、ポリ（カプロラクトン）及びこれらの組み合わせから成る群から 選択される、請求項３６記載のコポリマー。 ３８．前記オリゴ（メタ−）アクリルアミド誘導体がＮ，Ｎ’−アルキル置 換（メタ−）アクリルアミド誘導体である、請求項３６記載のコポリマー。 ３９．前記オリゴ（メタ−）アクリルアミド誘導体側鎖が、最小ゲル化分子 量カットオフより小さい分子量を有する線状ランダムオリゴマーとしての親水性 コモノマーによってランダムに共重合される、請求項３６記載のコポリマー。 ４０．水性溶媒と混合された、請求項３６記載のコポリマーを含む可逆的ゲ ル化コポリマー溶液。 ４１．治療剤と混合された、請求項４０記載のコポリマー溶液を含む、治療 剤キャリヤー。 ４２．生分解性熱可逆的コポリマーの製造方法であって、下記工程： （ａ）(メタ−)アクリルアミド誘導体のホモ−オリゴマー、（メタ−）アクリ ルアミド誘導体のコ−オリゴマー、親水性コモノマーと共重合された（メタ−） アクリルアミド誘導体のホモ−オリゴマー、親水性コモノマーと共重合された( メタ−)アクリルアミド誘導体のコ−オリゴマーから成る群から選択される側鎖 であって、第１活性基を有する側鎖の複数を重合する工程と； （ｂ）前記側鎖を、複数の第２活性基を有する生分解性バックボーンにカップ リングさせて、第１活性基を前記複数の前記第２活性基のいずれかに結合させる 工程と を含む前記方法。 ４３．前記生分解性コポリマー・バックボーンがポリ(アミノ酸)、ポリ(ホ スファゼン)、ポリ（カプロラクトン）及びこれらの組み合わせから成る群から 選択される、請求項４２記載の方法。 ４４．前記重合がフリーラジカル共重合であり、前記第１活性基がアミノ末 端連鎖移動剤から発生するアミノである、請求項４２記載の方法。 ４５．前記アミノ末端連鎖移動剤が２−アミノエタンチオール塩酸塩である 、請求項４４記載の方法。 ４６．前記カップリングが活性化試薬によって行われる、請求項４２記載の 方法。 ４７．前記活性化試薬がジシクロヘキシルカルボジイミドである、請求項４ ６記載の方法。 ４８．前記オリゴ（メタ−）アクリルアミド誘導体がＮ，Ｎ’−アルキル置 換（メタ−）アクリルアミド誘導体である、請求項４２記載の方法。 ４９．前記オリゴ（メタ−）アクリルアミド誘導体側鎖が、最小ゲル化分子 量カットオフより小さい分子量を有する線状ランダムオリゴマーとしての親水性 コモノマーによってランダムに共重合される、請求項４２記載の方法。 ５０．生分解性コポリマーに水性溶媒を混合する工程をさらに含む、請求項 ４２記載の方法。 ５１．治療剤を添加して、治療剤キャリヤーを得る工程をさらに含む、請求 項５０記載の方法。