JP2002517535A - ポリエチレングリコール−ポリオルトエステル、ポリエチレングリコール−ポリオルトエステル−ポリエチレングリコール、およびポリオルトエステル−ポリエチレングリコール−ポリオルトエステル各ブロックコポリマー - Google Patents
ポリエチレングリコール−ポリオルトエステル、ポリエチレングリコール−ポリオルトエステル−ポリエチレングリコール、およびポリオルトエステル−ポリエチレングリコール−ポリオルトエステル各ブロックコポリマーInfo
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Abstract
Description
グリコール)-ポリ(オルトエステル)-ポリ(エチレングリコール)、およびポリ(オ
ルトエステル)-ポリ(エチレングリコール)-ポリ(オルトエステル)各ブロックコ
ポリマーに関する。
ようにすることが難しいということである。これは該成分の毒性によるものであ
り、時にそれは使用可能量を厳しく制限するほど過激である。しかしながら、癌
化学療法における重要な発見は、いわゆるEPR(浸透および保持の増強)効果で
ある。EPR効果は、腫瘍血管系が新たに形成された血管系であるから、上皮形
成が不完全であり、大分子が本質的に非浸透性である完成した古い血管系と比べ
てはるかに浸透性が高い、という知見に基づいている。さらに、腫瘍中ではリン
パ排液が非常に少なく、従って腫瘍に送達された抗癌剤の保持が容易である。
には十分小さい抗癌薬を含有する送達システムを用いて、EPR効果を癌標的化
に使用することができ、そして2つの方法が開発されている。1つの方法では、
加水分解に不安定となる結合を介してポリマーに化学結合した抗癌薬を含有する
水溶性のポリマーを使用する。このような薬剤-ポリマー構成物を静脈注射して
腫瘍中に蓄積させ、そこでそれらをエンドサイトーシスによって細胞に内部移行
させ、そして薬剤をポリマーに取りつけている不安定な結合を酵素切断すること
により、細胞のリソソームの区画中に放出させる。この方法には2つの不都合が
あり、その第1は、非分解性で水溶性のポリマーを使用しているため、ポリマー
の分子量を腎臓排出限界以下に確保するために、ポリマーを長時間かけて分画し
なければならないことであり、そして第2は、薬剤がポリマーに化学的に結合し
ていなければならないため、新薬成分を創出しなければならないが、それには実
際上克服しなければならない必然的な規制障壁を伴うことである。癌の診断およ
び処置におけるポリマーコンジュゲートの使用が、R. Duncan et al., "The rol
e of polymer conjugates in the diagnosis and treatment of tumor"、S.T.P.
Pharma Sciences, 6(4) 237-263 (1996)で論じられており、そしてアルギネー
ト-バイオ活性物質コンジュゲートの例がAl-Shamkhani et al.,の米国特許第5,6
22,718号に示されている。
ロックが親水性である、ABまたはABAブロックコポリマーを調製する。この
ような物質を水中に入れると、自己集合して疎水性コアとコアを囲む親水性シェ
ルを有するミセルになるであろう。このようなミセルの直径は約100nmであり
、これは、十分大きいので静脈注射した場合にミセルが正常な血管系から出られ
ないが、腫瘍内の血管系には残れない程度に十分小さい。さらに、100nmの直
径は小さすぎて細網内皮系において認識できず、従って血液系内でのミセル寿命
が高められる。その上、親水性ブロックがポリ(エチレングリコール)である場合
は、"ステルス"リポソームについて観察されるような、循環時間のさらなる増強
が認められる。ブロックコポリマーミセルの使用はG.S. Kwon et al., "Block c
opolymer micelles as long-circulating drug delivery vehicles", Adv. Drug
Delivery Rev., 16, 295-309 (1995) で再検討されている。
a et al.,の米国特許第5,449,513号および5,510,103号は、親水性ブロックがポ
リ(エチレングリコール)であり、疎水性ブロックがポリ(アスパラギン酸)、ポリ
(グルタミン酸)およびポリリジンの各種誘導体である、ミセル送達系に有用なブ
ロックコポリマーを記載している。米国特許第5,412,072号および5,693,751号は
、薬物を疎水性セグメントに化学的付加させる方法を記載している;一方米国特
許第5,449,513号および5,510,103号は、疎水性薬物をミセルの疎水性部分の中に
物理的に封入する方法を記載している。この後者の方法は、薬物の化学修飾を必
要としないので、明らかに好ましい。
B各ブロックコポリマー中では、AおよびBブロックは非親和性であり、そして
顕微的スケールで相分離する。この相分離はこの物質にユニークかつ有用な熱特
性を付与する。 ポリ(エチレングリコール)および、ポリ(L-乳酸)、ポリ(L-乳酸-共重合-グリ
コール酸)コポリマーおよびポリ(ε-カプロラクトン)などのバイオ侵食性疎水性
セグメントを含む、ブロックコポリマーの開発については、かなりの先行技術が
あり、そして、それらの薬物送達成分としての使用について論じられている。例
えば、W.N.E. Wolthuis et al., "Synthesis and characterization of poly(et
hylene glycol) poly-L-lactide block copolymers"、Third European Symposiu
m on Controlled Drug Delivery, 271-276 (1994)、L. Youxin et al., "Synthe
sis and properties of biodegradable ABA triblock copolymer. . ."、J. Con
trolled Release, 27, 247-257 (1993)、および Bezwada et al., 米国特許第5,
133,739号参照。
。例えば、J. Heller, "Poly (Oreo Esters)", Adv. Polymer Sci., 107, 41-92
(1993)、および本明細書引用文献である Heller et al.,の米国特許第4,304,76
7号、4,946,931号、および4,957,998号、およびPCT国際公開第 W097/25366参
照。
書中に組み込む。 しかしながら、疎水性、バイオ侵食性セグメントがポリ(オルトエステル)であ
るようなブロックコポリマー系は記載されていない。
I、式II、または式IIIのブロックコポリマーの調製方法を提供する。
ー、またはこれらの混合物を含む、薬物担体中に物理的に封入されているが薬物
担体と共有結合していない有効成分を含む、疎水性または水不溶性有効成分の送
達用のミセル医薬組成物を提供する。
ー、またはこれらの混合物を含むマトリックス中に、拡散させた有効成分を含む
、有効成分の持続性放出用の組成物を提供する。
は、合成化学および医薬化学の当業者によって一般に使用され理解されている通
常の定義に従うものとして、本明細書中で使用される。
合物の混合物を含む。有効成分は、媒体、担体、希釈剤、潤滑剤、バインダーお
よび他の製剤助剤、および封入または他の保護成分などの成分と区別され得る。
有効成分の例は、医薬、農薬または化粧料成分である。適切な医薬成分には下記
のものが含まれる;抗原、抗体、ワクチン、ホルモン(例えば、エストロゲン、
プロゲスチン、アンドロゲン、副腎皮質ステロイド、インシュリン、エリスロポ
エチンおよび類似物)、ビタミン、酵素、タンパク質、天然に存在するかまたは
生物工学生成物質、抗感染剤成分(抗生物質、抗ウイルス物質、殺菌成分、殺虫
成分またはシラミ撲滅成分を含む)、抗精神病薬成分(例えば、クロールプロマジ
ン、トリフルプロマジン、メソリダジン、ピペラセタジン、およびチオリダジン
を含むフェノチアジン類;クロルプロチキセンを含むチオキサンテン類;および
類似体)、安定剤成分(例えば、ジアゼパム、アルプラゾラム、クロナゼパム、オ
キサゼパムを含むベンゾジアゼピン類;およびバルビツール酸類)、抗うつ剤(三
環系、モノアミン酸化酵素阻害剤、セロトニン再吸収阻害剤、およびイミプラミ
ン、アミトリプチリン、ドキセピン、ノルトリプチリン、アモキサピン、トラニ
ルシプロミン、フェネルジンを含むその他のもの、および類似体)、光奮剤(例え
ば、メチルフェニデート、ドキサプラム、ニケタミド、および類似体)、麻薬(例
えば、モルヒネ、メペリジン、コデイン、および類似体)、鎮痛-解熱剤および消
炎剤(例えば、アスピリン、イブプロフェン、ナプロキセン、および類似体)、局
所麻酔剤(例えば、プロカイン、リドカイン、テトラカイン、および類似体)、避
妊剤成分、抗癌剤成分(ドキソルビシン、ダウノルビシン、およびエピルビシン
などのアントラサイクリン抗体、マイトマイシンC、ダクチノマイシン、タモキ
シフェン、パクリタキセル、およびドセタキセル(docetaxol)などの類似体、シ
スプラチンおよびカルボプラチンなどの白金類似体、ネオカルチノスタチンおよ
びL-アスパラギナーゼなどの抗癌性タンパク質、光力学療法用の光増感剤、シク
ロホスファミド、メクロレタミン、メルファラン、クロラムブシル、カルムスチ
ン、およびロムスチンなどのアルキル化剤、メトトレキセートなどの代謝拮抗x
示、ビンブラスチン、ビンクリスチンおよびビンデシンなどのアルカロイド、5
-フルオロウラシル、チオグアニン、ストレプトゾシン、ブレオマイシン、およ
び類似体、を含む)、心臓血管作用剤および抗高血圧剤成分(例えば、プロカイン
アミド、亜硝酸アミル、ニトログリセリン、プロプラノロール、メトプロロール
、プラゾシン、フェントラミン、トリメタファン、カプトプリル、エナラプリル
および類似体)、肺疾患療法用の薬物、抗癲癇薬物(例えば、フェニトイン、エト
トインおよび類似体)、止痒剤、収斂剤、制汗剤、角質溶解剤、角膜移植剤(kera
toplasticagnets)、発赤剤、日光遮蔽剤、着色成分または皮膚軟化剤。“有効成
分”の用語は、さらに、殺菌剤、殺虫剤、および除草剤などの殺生物剤、植物成
長促進物質または阻害物質、保存剤、殺菌剤、空気清浄剤および栄養分、をも含
む。
有機体の作用、殊に生理学的pHおよび温度において最も顕著となる作用を含む
バイオ環境の作用によるポリマーの漸崩、分解または消化に関係している。本発
明のコポリマーのバイオ侵食の主な機構は、コポリマーのPOEブロック間のお
よびPOEブロック内の結合の加水分解である。
体から、摂取または適用直後に分散差せた場合を超えるある時間中、確認可能で
あり制御可能な速度で放出されるときに起こる、有効成分のある送達モードを意
味する。制御放出または持続性放出は、数時間、数日または数ヶ月にわたって延
長することができ、そして多数の因子の関数として変化し得る。本発明において
、送達速度の重要な決定因子は、コポリマー間およびコポリマー内の結合の加水
分解の速度である。加水分解速度は、コポリマーの組成、およびコポリマー中の
加水分解され得る結合の数によって、順に制御されるであろう。他の因子には、
粒子径、粒子組成、粒子水和、媒体の酸度(マトリックス内部のまたはその外部
の何れも)、マトリックス中の有効成分の溶解性、および有効成分の分子量、電
荷密度が含まれる。
ピロ[5.5]ウンデカンを意味する。 “マトリックス”は、コポリマーの物理的構造を意味する。固体マトリックス
は本質的に、コポリマーが侵食されまたは分解するに至るまでは、有効成分の放
出を防ぐような態様で、有効成分を保持する。
、接尾数字は名目数平均分子量、Mnを表わす。文脈に反しない限り、“PEG
”は、ポリエチレングリコールC1-C4アルキルエーテル、R2-[OCH2CH2]m
-OH、も含み、ときに“RPEG”と呼ぶ。
成分の閉じ込めまたは保持を意味する。有効成分のマトリックス内への隔離は、
該成分の毒性作用を制限し、制御された態様で該成分の作用期間を延長し、生物
体中での正確に定めた位置における該成分の放出を可能とし、または環境の作用
に対して不安定な成分を保護することができる。
または化粧料などの組成物中に含められる成分を意味する。媒体および担体が果
たす機能には、関心ある部位への有効成分の送達、隔離その他の手段による有効
成分への接触または該成分の放出速度の制御、および活性が必要とされる領域へ
の該成分適用の促進が含まれる。本発明のコポリマーは、有効成分の持続性放出
用の媒体として機能し得る。
考えられるべきである。 成分名はInternational Cosmetic Ingredient Handbook, 3rd edition, 1995
から採択する。
ロックが疎水性ポリ(オルトエステル)である、AB(式I)、ABA(式lI)、およ
びBAB(式III)ブロックコポリマーである。これらの中で、ポリ(オルトエステ
ル)ブロックは、ジケテンアセタールとジオールの互変残基のにより構成されて
いる。 このコポリマーの、機械物理的性質およびバイオ侵食性の両方を含む性質は、
コポリマーの型(ABジブロック、ABAトリブロック、またはBABトリブロ
ックの何れであるか)、PEGおよびPOEブロックの長さ、およびPOEブロ
ック中で使用されているジオール(群)(特に、POEブロック中で使用されてい
る一般式HO-R5-OHのジオールの割合)により決まってくる。
が同一である場合であり; pおよびqが、独立して10ないし50の整数であり、とりわけpおよびqが同一で
ある場合であり; R1が、エチルであり; R2が、メチルであり; R3が、水素またはメチルであり、とりわけメチルであり; R4が、CDMであり; 分子中の-O-R5-基の部分の割合が0ないし10%であり;そして 各R5基中のxが1または2であり、R8が水素またはメチルであるもの、 である。
な好適要素を有しないブロックコポリマーより好ましいものであるが、該好適要
素の数が多くなればなる程ブロックコポリマーが一層好ましいものとなる。 これらの分子のポリマー特性からして、ブロック内の反復単位の数のm、n、p
、およびqは、必然的に、正確な数としてよりむしろ平均数として表わされる;
そして、特に、mおよびnまたはpおよびqを同一であると記載する場合は、mおよ
びnまたはpおよびqの平均値がほぼ同じであることを示している。
ル低級アルキルエーテルが、Aldrich Chemical Company, Inc., Milwaukee, Wis
consin および Shearwater Polymers, Huntsville, Alabamaなど、多数の供給源
から入手可能である。 式IVのジケテンアセタールは、例えば、J. Heller, "Poly (Ortho Esters)",
Adv. Polymer Sci., 107, 4192 (1993)およびその中の引用文献、またはHelwing
の米国特許第4,532,335号に記載の方法で、調製することができる。DETOS
Uの調製を下記の調製1に記載する。
されている。トランス-シクロヘキサンジメタノールは、Cros-Organics, New Je
rseyから市販されている。式HO-R5-OHのジオールを含むα-ヒドロキシ酸は
、を有する式HO-R4-OHのジオールと0.5から5モル当量のα-ヒドロキシ
酸の環状エステル(例えばL-ラクチドまたはグリコリドなど)との反応で調製する
ことができる。適切な反応条件は、100℃から200℃の温度で、1から60
時間、とりわけ12から48時間である。反応は、溶媒を使用せずに、または例
えばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ア
セトニトリルなどの非プロトン性極性溶媒の存在下で行なうことができる。ジオ
ールを含む幾つかの代表的なα-ヒドロキシ酸の調製を下記の調製2に記載する
。例えば(所望により保護された)α-ヒドロキシ酸を有する式HO-R4-OHのジ
オールの部分的エステル化など、式HO-R5-OHのジオールの別の調製方法も
また、本開示に基づき通常の当業者に明らかであろう。
[OCH2CH2]m-OHのPEG低級アルキルエーテル(式中、R2はC1-C4アル
キルである) (RPEG)を、過剰量の式IVのジケテンアセタール
混合物を、第1工程の溶液(式IVの中間体および過剰ジケテンアセタールを含む)
と反応させ、POEブロックを伸長させ、式Iのジブロックコポリマーを形成さ
せる。
のPOEブロックを形成するので、ジケテンアセタールのモル量がRPEGおよ
びジオールのモル量の合計と等しくなるように、RPEG、ジケテンアセタール
、およびジオールの量を選択する。 PEGブロック中のmの値(即ちPEGブロックの長さ)は、選択したRPFG
によって決まる。 POEブロック中のnの値(即ちPOEブロックの長さ)は、RPEGのモル量
と対比したジオールのモル量で決まり:ジオールのモル量が多い程(ジケテンア
セタールが少なくとも等モル量存在すると仮定して)、POEブロックが長くな
る。
またはHO-R5-OHのジオールまたはそれらの混合物と反応させ、各末端でジ
ケテンアセタールユニットを有して終了しているPOEブロックを形成し、式VI
、式IIのトリブロックコポリマーを形成する。
ックコポリマーのPOEブロックを形成するが、POEブロックのジケテンアセ
タールが末端となるのが望ましいので、ジケテンアセタールのモル量がジオール
のモル量より僅かに多くなるように、ジケテンアセタールおよびジオールの量を
選択する。POEブロックに対するPEG/RPEGのモル比は約2:1とすべ
きであるが、PEG/RPEGは反応完了後にポリマーから容易に分離できるの
でそれらの過剰量を使用してもよい。
般に、単一のPEG群/RPEG群を使用する場合は、mおよびnが等しい;しか
し2種またはそれ以上の異なる長さのPEG/RPEGを使用すると、様々なP
EGブロック長さを含むコポリマーの混合物が得られるが、そしてこれらの混合
物は所望により、ゲル浸透クロマトグラフィー等の分子量分離技術で分離するこ
とができる。 POEブロックのp値は、主としてPOE形成に使用したジケテンアセタール
とジオールの比で決まる。
ケテンアセタールと反応させて式VIIの中間体を形成する。
はそれらの混合物を第1工程の溶液(式VIIの中間体と過剰のジケテンアセタール
を含む)と反応させ、POEブロックを伸長し、こうして式IIIのトリブロックコ
ポリマーを形成する。 ジケテンアセタールとジオールとは1:1の比で反応し、ジブロックコポリマ
ーのPOEブロックを形成するので、PEG、ジケテンアセタールおよびジオー
ルの量を、ジケテンアセタールのモル量がPEGおよびジオールのモル量の合計
と等しくなるように選択する。 PEGブロックのm値は、選択したPEGによって決まる。 POEブロックのpおよびq値は、PEGのモル量に対比したジオールのモル量
によって決まる:ジオールのモル量が多い程(ジケテンアセタールが少なくとも
等モル量で存在すると仮定して)、POEブロックが長くなる。 一般にPOEブ
ロックは、平均すると同じ長さになるであろう。
ニットで終末化させたPOEブロック(式VIの中間体)を調製し、0.5モル当量
のPEGと反応させ、PEGの各末端をPOEブロックで終了させる。
も、コポリマーを、例えばC1-C4アルコールなどの水酸基含有化合物と反応さ
せ、アルコキシユニットで終了するコポリマーとすることができる;そしてこの
ようなアルコキシ末端化コポリマーは本発明の範囲内に含まれる。水酸基含有化
合物(特にC1-C4アルコール)は過剰に使用することができ、未反応過剰物はポ
リマー精製の間に容易に分離することができる。
で引用した他の文献に記載されている、オルトエステルの形成についてよく知ら
れている条件である。一般に、反応は、ジオールおよびエステルを含む、α-ヒ
ドロキシ酸の調製について前記した溶媒(とりわけTHF)などの極性非プロトン
性溶媒中で行なう。所望によりまたは必要により、触媒を使用することができ、
オルトエステル形成用として当業者に既知の触媒から選択することができる。そ
れらの適切な触媒には、ヨウ素/ピリジン、p-トルエンスルホン酸などの強酸;
例えば三塩化ホウ素エーテラート、三フッ化ホウ素エーテラート、オキシ塩化ス
ズ、オキシ塩化リン、塩化亜鉛、五フッ化リン、五フッ化アンチモン、塩化スズ
などのルイス酸;および例えばポリリン酸、ポリスチレンスルホン酸、などのブ
レンステッド酸が含まれる。特に好ましい触媒はPTSAである。触媒の代表的
な使用量はジケテンアセタールについて約0.2%重量であるが、0.005%か
ら2%の量を使用することができる。 適切な反応温度は室温から使用溶媒の沸点であり、例えば、20℃から70℃
である;そして適切な反応時間は数分ないし48時間であり、代表的には30分
ないし24時間である。 ブロックコポリマーの生成が完了すると、コポリマーはヘキサンなどの非極性
非プロトン性溶媒中で沈殿させて単離することができる。 一般に、コポリマー
を含む反応混合物(添加前に冷却してもよい)を、敏速に撹拌した約10倍量の溶
媒中に室温でゆっくり加える。沈殿するブロックコポリマーを、濾過、デカンテ
ーション、または適切な他の方法で集めることができ、洗浄して未反応モノマー
または他の共雑物を除去し、乾燥し、一般に減圧炉でその融点以下の温度で乾燥
する。
マーが水性媒体中で変化なく溶解するか/完全に懸濁する程度、コポリマーの溶
解性;第2に、コポリマー、またはより正確に言えばPOEブロック(群)が、さ
らされている環境中で分解する程度:で決まってくる。コポリマーのPOEブロ
ック(群)の水性環境中での分解速度は、コポリマーの親水性および(ブロック中
に存在するのであれば)α-ヒドロキシ酸エステル基の割合によって決まり、PO
Eブロック(群)の形成に使用するジオール混合物中で、式HO-R5-OHのジオ
ールの含有割合が大きくなるほど、バイオ侵食性が大きくなる。
科インプラント(植え込み剤、implants)、分解性縫合材、および類似物として
の使用などを含む、バイオ分解性ポリマーが有用などの分野での使用にも有用で
あるだろう。それらはまた、疎水性および親水性の両ブロックを有するブロック
コポリマーとしての性質が特殊な利益を与えるような適用においても固有の有用
性を見出すであろう。当業者にはバイオ分解性ポリマーの使用についてはよく知
られており、本発明のブロックコポリマーをそれらの使用に適合させることにつ
いては困難を伴わないだろうから、それらの使用のさらなる詳細は当業者のスキ
ルおよび本明細書の開示に委ねる。
ール)Aブロックと疎水性ポリ(オルトエステル)Bブロックとを含む、ジブロ
ックAB、またはトリブロックABAまたはBABコポリマーを形成させること
により調製できる。
性でポリ(オルトエステル)ブロックが不溶性である水中に入れると、ブロック
コポリマーの鎖が自然に自己凝集してミセル構造を形成するようになる。動力学
的光散乱法で測定できる、それらのミセルの水動力学的直径は、10−30nm
のオーダーにある。静的光散乱法で測定すると、それらのミセルは数百のポリマ
ー鎖を含有する。それらのミセルは二次的に可逆的会合をして、平均直径が約1
00nmの粒子となる。それらのミセルは肝臓で***されるには大きすぎるが、
個々のブロックコポリマーはそうではない。さらに、ポリ(オルトエステル)セ
グメントはバイオ分解性のものとすることができるため、円滑な腎臓***が行わ
れるであろう。
して可溶性とする能力に由来する。そのような封入は多種の手法で容易に実施で
きる。かくして、薬物をミセル含有水性溶液中に加え、単に攪拌することにより
、穏やかな温度に加熱することにより、あるいは超音波処理することにより取り
込ませることができる。これらのミセルは、各種の疎水性または不溶性有効成分
の効率的な担体であり、そして特に、細胞内プロセスにより腫瘍中に累積するよ
うになる抗癌剤の担体として好適である。
ロックがバイオ分解性で高度に疎水性のポリ(オルトエステル)コアを形成して
いる、AB、ABA、またはBABブロックコポリマーの使用により、例えば、
ポリ(L−乳酸―コ―グリコール酸)コポリマーのような他のバイオ分解性セグ
メントとは対比して、封入効率が顕著に強化されたシステムの調製が可能となる
。
瘍標的化に特に適した坑癌剤には、水溶解性が低いかまたは芳香族含量が高いも
の、例えば、アンスラサイクリン抗生物質(例えば、ドキソルビシン、ダウノル
ビシン、およびエピルビシン)、マイトマイシンC、パクリタクセル、およびそ
の類似物(例えば、ドセタクソール)、白金類似物(例えば、シスプラチンおよ
びカルボプラチン)、および類似物などである。他の成分には坑癌性蛋白質、例
えば、ネオカルチノスタチン、L−アスパラギナーゼ、および類似物、および光
動力学的治療法において使用される光増感剤がある。
いはその逆に形成され、そこで相分離が起こる。それらの相分離した材料は、独
特のそして有用な熱的性質を有する。特に、加熱すると徐々に軟化するポリ(オ
ルトエステル)内にPEGの短いセグメントを含有するポリ(オルトエステル)
PEG/POEとは異なり、AB、ABA、またはBABブロックコポリマーは
、相対的にシャープな融点を有する。さらに、軟化温度が低いポリ(エチレング
リコール)の短いセグメントを含有するポリ(オルトエステル)は、機械的性質
が極めて貧弱であるが、本発明のコポリマーは、融点温度が非常に低いものでも
インプラントとして使用するのに適した機械的性質を保持している。
のマトリックス内に取り込まれているか、または該コポリマーのカプセル(また
はそれらの用語が用いられたときには「マイクロカプセル」または「ナノカプセ
ル」)内に封入されていなければならない。バイオ分解性ポリマーを使用する持
続放出性投与形態の調製法は、本願の「発明の背景」項で引用した文献、あるい
はその他の当業者に周知の文献中で述べられており、当業者がそのスキルと本明
細書の開示とにより、困難なく本発明のコポリマーを用いて持続放出性製剤を調
製できる程度に当業界でよく知られている。好適な有効成分には、例えば、薬物
または医薬ならびに、疾病の予防または処置に有用な予防薬、診断剤、あるいは
その他の化学品または材料等、医薬的または薬理学的有効成分のような治療成分
が含まれる。本発明の組成物は、ヒトおよびその他の哺乳類の治療的処置に特に
有用であるが、他の動物にも使用し得る。加えて、本発明の持続放出性組成物は
、有効成分の延長した放出が望まれる環境への、化粧品および農薬成分の放出、
あるいは殺生物剤例えば、殺菌剤または他の殺虫剤の放出にも使用し得る。
熱軟化した状態で有効成分と混和し、次いで、組成物の温度を降下させて硬化さ
せることにより、高度な均質性を達成できる。あるいは、コポリマーを適切なキ
ャスティング溶媒、例えば、テトラヒドロフラン、メチレンクロリド、クロロホ
ルムまたは酢酸エチル中に溶解させることができ、それから有効成分をコポリマ
ー溶液中に分散または溶解させ、次いで溶媒を蒸発させることにより最終組成物
を得ることができる。他の方法は固体のコポリマー材料を粉砕して粉末化し、そ
れを次いで粉末化した有効成分と混合することである。有効成分は、それが重合
化条件下に安定でありかつ重合反応を妨害しないならば、重合化の前にモノマー
の混合物中に導入してもよい。
)、有機溶媒中でまたは有機溶媒/水混合物中で不安定なものであるならば、有
効成分が損傷を受ける条件に曝されることを最小とするために特殊な調製技法が
必要となる。そのような技法は、例えば、マトリックス型医薬製剤を形成する超
音波溶融法を開示する米国特許第5620697号(Toermala et al., assigned to Or
ion-Yhtyma Oy and Leiras Oy)、および、溶融―スピニング法を開示する第5518
730号(Fuisz, assigned to Fuisz Technologies, Inc.)、どちらの技法もポリマ
ーと有効成分が上昇温度に曝されるのが最小となるように設計されたものである
、に開示されている。その他の方法は本願の適所で引用する文献に開示されてい
る。
に特製した物理的性質を有するバイオ侵食性コポリマーを使用することである。
例えば、このコポリマーは、完全な固体であるよりむしろ半固体で軟膏様の固さ
をもつように選択することができる。従ってこのコポリマーは、通常の体温37
℃では粘度が極めて高く、たとえ起こったとしてもその温度での変形が非常に僅
かとなるように選択することができる。しかしながら、コポリマーの粘度を45
℃より高くない温度、または好ましくは40℃までに実質的に減少するようにし
て、有効成分がその活性を保持する温度で該物質の注射が可能となるようにする
ことができる。
または体腔内または体管内へのインプラント、挿入物または設置物とすることが
できる。例えば、このコポリマー組成物は、注入成型、射出成型または圧縮成型
することができ、薄いフィルム状に、あるいは、平面的、方形、円形、円筒形、
チューブ状、ディスク状、環状および類似物のような、各種の立体形状または形
態の物とすることができる。ロッド―またはペレット―形状の物は、Norplant(
登録商標)インプラントとして知られている管針(trocar)を経由して移植するこ
とができ、これらの、またはその他の形状の物は軽手術により移植できる。ある
いは、癌の外科処置における腫瘍摘出のような大手術につづけてこの物を植え込
むこともできる。坑癌剤を含有するポリマーウエハーの植え込みは、例えば、Br
em らの米国特許第5626862号および第5651986号、並びにそれらの引用文献中に
記載されており、本発明のコポリマーはかかる適用にも利用できる。
ないし1000μm、好ましくは0.5μmないし200μmそしてさらに好ましくは1μmな
いし150μmの粒子として、注射器によって皮下または筋肉内注射することもでき
る。注射用医薬―コポリマー組成物を分散させるのに有用な液体媒体には、等張
生理食塩水または各種オイル(例えば、コーン油、綿実油、ピーナッツ油および
ごま油)が含まれ、所望ならば他のアジュバントを含ませることもできる。
混合して調製できる。そのような投与形態は、溶媒を使用してまたは使用しない
で注射により投与できる。 注射または植え込みによって投与されたコポリマー組成物は、身体中でバイオ
侵食されて無毒性かつ非反応性の物質になる。ポリマー中にある加水分解され得
る結合の数を制御することにより、有効成分を所望の速度で放出させることがで
きる。コポリマーが有効成分を含有するマトリックスを構成している本発明のコ
ポリマーで調製したインプラントは、該コポリマーがバイオ侵食され得るから取
り除く必要がないという利点をも有する。
アを有する粒子が、有効成分の持続性送達に好適である。有効成分の各分離した
粒子の被覆あるいはカプセル化は、当業者によく知られた常法により達成される
。例えば、細かく分割した医薬粒子を、コポリマーと他の賦形剤とが溶存する溶
媒系(該医薬はその中に不溶である)に分散させ、次いで噴霧乾燥する。あるい
は、該医薬粒子を回転パンまたは流体ベッド乾燥機中に入れ、担体溶媒中に溶か
したコポリマーを、好適な被覆量が粒子上に重積し所望の厚みになるまで該医薬
粒子上に散布する。この被覆は、医薬粒子をコポリマーが溶存する溶媒系に分散
させ、次いで該分散液中に非溶媒を加えてコポリマーが沈殿して医薬粒子上に被
覆を形成するようにすることによっても達成される。
ものであることから、普通、該成分は、通常の単回投与用量より多い量で存在す
る。有効成分とコポリマーの相対的比率は、治療成分と所望の薬効に応じて広い
範囲で変化させ得る(例えば、0.1ないし50重量パーセント)。 持続性の化粧用および農薬用組成物も、本発明のコポリマーを使用し、上述し
た各方法の何れによっても調製できる。
は骨軟骨欠損の修復、靭帯および腱再生並びに骨置換用の骨折固定用具としても
使用できる。加えて、本発明の各コポリマーが、それらの機械的―物理的状態の
所望レベル、およびバイオ侵食性の所望速度の両方を同時に選択可能とする事実
は、組織再生のための植え込みに先立って、その上で細胞をインビトロ培養し得
る組織小片または足場台としても魅力的なものとする。この方式を使用して再生
させ得る組織には、骨、腱、軟骨、靭帯、肝臓、腸、輸尿管および皮膚等が含ま
れるが、それらに限定されるものではない。例えば、これらのコポリマーは、火
傷または皮膚潰瘍患者の皮膚再生に使用できる。軟骨は、患者(またはドナー)
からまず軟骨細胞を分離し、それを本発明のコポリマーで作製した足場台上で増
殖させ、その細胞を患者に再移植することによって修復できる。
再生を誘起および/または促進するために、さらに他の生物学的に活性な物質、
または、該足場台またはインプラントの機械的性質を増強する補強充填材料のよ
うな無機合成物質(例えば、カルシウムナトリウムメタフォスフェイト繊維)、
抗生物質、または骨成長因子をも含み得る。
(DETOSU)
-リットル、3つ口フラスコに、エチレンジアミン 1.2Lを満たした。フラスコ
を氷水で冷却し、内容物をアルゴン雰囲気下で8℃に保った。n-ブチルリチウム
のヘキサン溶液 130g(n-BuLi 2モル)を、ゴム製セプタムを差し通した
ステンレススチールU-管から、アルゴン圧を注意深く制御して、1時間以上か
けて加えた。次いで、3,9-ジビニル-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.
5]ウンデカン 530g(2.5mol)(Aldrich Chemical Company, inc., Milwauke
e, Wisconsin, USA市販)およびエチレンジアミン 0.5Lの混合物を8℃に冷却
し、次いでフラスコに加えた。8℃で3時間撹拌した後、反応混合物を氷水 3L
中に激しく撹拌しながら加えた。水を含んだ混合物を1Lのヘキサンで2度抽出
した。併せたヘキサン抽出物を各1Lの水で3回洗浄し、無水硫酸マグネシウム
で乾燥させ、吸引濾過した。濾液をロータリーエバポレーターで蒸発乾固させて
、90%DETOSUを含む粗物質(413g、78%)を得た。 粗DETOSU生成物を、トリエチルアミン 10mLを含むヘキサン 2Lに溶
かし、この溶液を4L濾過フラスコに入れ、封止し、冷凍庫中で−20℃で2日
間保存した。生成した結晶を−5℃、アルゴン雰囲気下のバスケット遠心分離で
集めた。茶色がかった生成物を減圧下で12インチVigreauxカラムで蒸留し、D
ETOSU 313g(収率61%)を沸点82℃(0.1トル)の無色液体、として
得た。これは室温で結晶化し、融点30℃、1700cm-1に特徴的な赤外線吸収
バンドを有する結晶となった。
100mmol)を、100mL丸底フラスコ中に検量した。このフラスコをゴム製セ
プタムで栓をし、それから油浴中、180℃で24時間加熱した。上記生成物を
粘性オイルとして得た。
(a)の手順に従って反応させ、上記生成物を低融点固体として得た
0mLフラスコ中に検量し、THF 25gに溶かし、そしてDETOSU 4.37
2g(20.6mmol)を加えた。この溶液中にPTSA 25mg/mLのTHF溶液 3
滴を加え、それからフラスコをゴム製セプタムで栓をし、油浴中、70℃で30
分間加熱した。さらにPTSA溶液 3滴を加え、この溶液をさらに30分間加
熱した。CDM 2.596g(18mmol)を加え、この溶液をCDMが溶けるまで
撹拌し、それからPTSA溶液をさらに3滴加えた。30分間撹拌した後、この
溶液を添加漏斗に移し、激しく撹拌しながらヘキサン 約1L中に滴下し、ジブロ
ックコポリマーを沈殿させ、これを濾過して減圧オーブン中で乾燥した。単離し
たコポリマーは数平均分子量Mn 12240であり、分子中に平均31のオルト
エステルユニットの存在を示し(n=31)、そして約36.5% PEGを含んで
いた。コポリマーは融点34.1℃であり、ガラス転移温度Tg 27.5℃であ
った。
Mn 14820、PEG含量58.9%、および融点51.2℃のジブロックコ
ポリマーを得た。
8.6mmol)を使用する同様の反応により、Mn 19150、PEG含量 49.
8%、融点 48.2℃、およびTg 32.7℃のジブロックコポリマーを得た。
mmol)を使用する同様の反応から、ジブロックコポリマーを得た。
2.307g(16mmol)を100mLフラスコ中に検量し、THF 25mLで溶かし
た。THF中のPTSA25mg/mL溶液 1滴を加え、反応を開始させた。反応混
合物を室温まで冷却し、PEG2000 8g(4mmol)を加えた。溶液を、PEG
全てが完全に溶解するまで穏やかに加熱し、PTSA溶液 3滴を加えた。フラ
スコをゴム製セプタムで栓をし、油浴中、70℃で30分間加熱した。さらにP
TSA溶液 3滴を加え、フラスコをさらに30分間加熱した。室温まで冷却し
た後、溶液をヘキサン 1L中に、撹拌しながら滴下して加え、トリブロックコポ
リマーを沈殿させた。コポリマーを減圧炉で乾燥させた。
pH7.4) 20mLを加えた。コポリマーの沈殿はみられなかった。この溶液を室
温でアスピレーター減圧下において、アセトンを除去し、溶液中にコポリマーが
残った。 式Iおよび式IIの他のコポリマーも同程度の溶解性を示す。
ルチゾン 7.7mgのアセトン 2mL溶液に加えた。併せたアセトン溶液をリン酸
緩衝化食塩水(pH7.4) 5mLに加え、アセトンを減圧除去し、水溶液を0.45
μmフィルターに通して濾過した。この水性溶液のヒドロコルチゾン濃度は1.1
mg/mLであった。これは、ヒドロコルチゾンの水溶解度(0.28mg/mL)よりおよ
そ4倍大であり、コポリマーによるカプセル封入およびヒドロコルチゾンの可溶
化を示している。 式Iおよび式IIの他のコポリマーも、疎水性/水不溶性有効成分の同程度の可
溶化を示す。
し、それからこのスラブをおよそ6mm×6mmのウェハーに切り分けた。このウェ
ハーの重さを量り、それから37℃でリン酸緩衝化食塩水(pH7.4)中に入れた
;そしてウェハーの重量損失を時間の関数として測定した。この結果を図1に示
す。 式I、IIおよびIIIの他のコポリマーも同程度のバイオ侵食性を示す。
物質および技術の均等物もまた本発明に適用することができることは、本開示に
関する通常の当業者に明らかであろう;そしてそれらの均等物も請求の範囲中に
含まれると解釈されるべきである。
示す。
Claims (20)
- 【請求項1】式I: 【化1】 式II: 【化2】 または式III: 【化3】 のコポリマー。 [但し、 mおよびnは、独立して5ないし500の整数であり; pおよびqは、独立して5ないし100の整数であり; R1およびR2は、独立してC1-C4アルキルであり; R3は、HまたはC1-C4アルキルであり;そして Aは、-O-R4-、-O-R5-、またはそれらの混合物であり;ここで、 R4は、 【化4】 から選択されるものであり、 (但し、tは1ないし12の整数であり、 R6は、C1-C4アルキルであり、そして R7は、HまたはC1-C4アルキルである);そして、 R5は、 【化5】 である(但し、 xは、1ないし10の整数であり、そして R6は、HまたはC1-C6アルキルである)。]
- 【請求項2】 式Iの化合物である、請求項1のコポリマー。
- 【請求項3】 mが50ないし250の整数であり、そしてpが10ないし5
0の整数である、請求項2のコポリマー。 - 【請求項4】 R1がエチルであり、そしてR2がメチルである、請求項2の
コポリマー。 - 【請求項5】 Aが-O-R4-であり、そしてHO-R4-OHがシクロヘキサ
ンジメタノールである、請求項2のコポリマー。 - 【請求項6】 式IIの化合物である、請求項1のコポリマー。
- 【請求項7】 mおよびnは、独立して50ないし250の整数であり、そし
てpは10ないし50の整数である、請求項6のコポリマー、。 - 【請求項8】 R1がエチルであり、そしてR3が水素またはメチルである、
請求項6のコポリマー。 - 【請求項9】 Aが-O-R4-であり、HO-R4-OHがシクロヘキサンジメ
タノールである、請求項6のコポリマー。 - 【請求項10】 式IIIの化合物である、請求項1のコポリマー。
- 【請求項11】 nが50ないし250の整数であり、そしてpおよびqは独
立して10ないし50の整数である、請求項10のコポリマー。 - 【請求項12】 R1がエチルである、請求項10のコポリマー。
- 【請求項13】 Aが-O-R4-であり、そしてHO-R4-OHがシクロヘキ
サンジメタノールである、請求項10のコポリマー。 - 【請求項14】 請求項1のブロックコポリマーを含む薬物担体中に物理的
に封入されているが該担体と共有結合していない有効成分を含む、疎水性または
水不溶性有効成分の送達用の、ミセル医薬組成物。 - 【請求項15】 請求項2のブロックコポリマーを含む薬物担体中に物理的
に封入されているが該担体と共有結合していない有効成分を含む、疎水性または
水不溶性有効成分の送達用の、ミセル医薬組成物。 - 【請求項16】 有効成分が抗癌剤である、請求項15記載の組成物。
- 【請求項17】 請求項1のブロックコポリマーを含むマトリックス中に分
散した有効成分を含む、有効成分の持続性放出用組成物。 - 【請求項18】 有効成分が抗癌剤である、請求項17の組成物。
- 【請求項19】 請求項2のブロックコポリマーを含むマトリックス中に分
散した有効成分を含む、有効成分の持続性放出用の組成物。 - 【請求項20】 有効成分が抗癌剤である、請求項19の組成物。
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