JP4489716B2 - 肺への薬物送達のための空気力学的に軽い粒子 - Google Patents
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Description
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[1] タップ密度が0.4g/cm3未満の生分解性粒子を含む肺系への送達のための粒子系であって、ここで少なくとも50%の該粒子が、5μmと30μmとの間の質量平均直径を有する、系、
[2] 前記粒子の少なくとも90%が、5μmと30μmとの間の質量平均直径を有する、前記[1]に記載の系、
[3] 前記粒子の少なくとも50%が、5μmと15μmとの間の質量平均直径を有する、前記[2]に記載の系、
[4] 肺への投与のための薬学的に受容可能なキャリアをさらに含む、前記[1]に記載の系、
[5] 前記粒子が、以下:
そこに取り込まれた少なくとも1つのアミノ酸基を有する直鎖状αヒドロキシ酸ポリエステル骨格;および
該ポリエステル骨格のアミノ酸基から伸びている少なくとも1つのポリ(アミノ酸)側鎖
を含む官能化ポリエステルグラフトコポリマーを含む、前記[1]に記載の系、
[6] 前記ポリエステルが、乳酸、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、および吉草酸、ならびにこれらのコポリマーからなる群より選択されるαヒドロキシ酸のポリマーである、前記[5]に記載の系、
[7] 前記直鎖状αヒドロキシ酸ポリエステル骨格が、そこに取り込まれた少なくとも1つのリジン基を有するポリ(乳酸)ポリマーを含む、前記[5]に記載の系であって、そして
ここで、該ポリ(アミノ酸)が、該ポリエステル骨格の少なくとも1つのリジン基から伸びている、系、
[8] 前記ポリ(アミノ酸)が、アスパラギン酸、リジン、およびアラニン、ならびにこれらのコポリマーからなる群より選択されるアミノ酸のポリマーである、前記[7]に記載の系、
[9] 前記ポリマーが、ポリ(乳酸-co-リジン-graft-リジン)およびポリ(乳酸-co-リジン-graft-アラニン-リジン)からなる群より選択される、前記[7]に記載の系、
[10] 前記粒子が、ポリエステルと前記官能化ポリエステルグラフトコポリマーのブレンドとを含む、前記[5]に記載の系、
[11] 前記粒子が、ポリ(乳酸-co-リジン-graft-リジン)とポリ(乳酸-co-グリコール酸-block-エチレンオキシド)とのブレンドを含む、前記[10]に記載の系、
[12] 前記ポリ(アミノ酸)側鎖が、約10〜100の間のアミノ酸を含む、前記[5]に記載の系、
[13] 前記ポリマーが、約7〜70%の間のアミノ酸含量を有する、前記[5]に記載の系、
[14] 前記粒子が、治療的または診断的薬剤を取り込んでいる、前記[1]に記載の系、
[15] 前記薬剤が、タンパク質、多糖類、脂質、核酸分子、合成有機または無機分子、およびこれらの組合せからなる群より選択される、前記[14]に記載の系、
[16] 標的分子が前記粒子に結合している、前記[1]に記載の系、
[17] 大きな生分解性キャリア粒子と組み合わされた前記[1]に記載の系であって、該系は、治療薬を含まず、該粒子の質量平均直径が50μm〜100μmの範囲である、系、
[18] 粒子を肺系に送達するための方法であって、該方法は:
生分解性の空気力学的に軽い粒子の有効量を、患者の気道に投与する工程
を包含し、
ここで、該空気力学的に軽い粒子は、約0.4g/cm3未満のタップ密度を有し、そしてここで、少なくとも50%の該粒子が、5μmと30μmとの間の質量平均直径を有する、方法、
[19] 前記投与された粒子の少なくとも90%が、5μmと30μmとの間の質量平均直径を有する、前記[18]に記載の方法、
[20] 前記投与された粒子の少なくとも50%が、5μmと15μmとの間の質量平均直径を有する、前記[18]に記載の方法、
[21] 前記粒子が、以下:
そこに取り込まれた少なくとも1つのアミノ酸基を有する直鎖状αヒドロキシ酸ポリエステル骨格;および
該ポリエステル骨格のアミノ酸基から伸びている少なくとも1つのポリ(アミノ酸)側鎖
を含む官能化ポリエステルグラフトコポリマーを含む、前記[18]に記載の方法、
[22] 前記ポリエステルが、乳酸、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、および吉草酸、ならびにこれらのコポリマーからなる群より選択されるαヒドロキシ酸のポリマーである、前記[18]に記載の方法、
[23] 前記直鎖状αヒドロキシ酸ポリエステル骨格が、そこに取り込まれた少なくとも1つのリジン基を有するポリ(乳酸)ポリマーを含む、前記[18]に記載の方法であって、そして
ここで、該ポリ(アミノ酸)が、該ポリエステル骨格の少なくとも1つのリジン基から伸びている、方法、
[24] 前記ポリマーが、ポリ(乳酸-co-リジン-graft-リジン)およびポリ(乳酸-co-リジン-graft-アラニン-リジン)からなる群より選択される、前記[18]に記載の方法、
[25] 前記粒子が、ポリエステルと前記官能化ポリエステルグラフトコポリマーとのブレンドを含む、前記[18]に記載の方法、
[26] 前記粒子が、ポリ(乳酸-co-リジン-graft-リジン)とポリ(乳酸-co-グリコール酸-block-エチレンオキシド)とのブレンドを含む、前記[24]に記載の方法、
[27] 前記粒子が、有効量の治療的または診断的薬剤を含む、前記[18]に記載の方法、
[28] 前記治療的薬剤が、タンパク質、多糖類、脂質、核酸分子、およびこれらの組合せからなる群より選択される、前記[18]に記載の方法、
[29] 肺の肺胞ゾーンへの送達のための前記[18]に記載の方法であって、ここで前記粒子の少なくとも90%が、約9μmと約11μmとの間の平均直径を有する、方法、
[30] 前記粒子が、気道への投与のための薬学的に受容可能なキャリアと組み合わせて投与される、前記[18]に記載の方法、
[31] エアロゾル化による気道への投与のための前記[1]に記載の空気力学的に軽い粒子を作製するための方法であって、該方法は、
そこに取り込まれた少なくとも1つのアミノ酸基を有する直鎖状αヒドロキシ酸ポリエステル骨格;および
該ポリエステル骨格のアミノ酸基から伸びている少なくとも1つのポリ(アミノ酸)側鎖
を含む官能化ポリエステルグラフトコポリマーから該粒子を形成する工程を包含する、方法、並びに、
[32] 前記空気力学的に軽い粒子が、溶媒蒸発プロセスによって作製される、前記[31]に記載の方法、
に関するものである。
肺系への送達のための改善された空気力学的に軽い粒子、ならびにそれらの調製および投与のための方法が提供される。好ましい実施態様において、粒子は、0.4g/cm3未満のタップ密度および5μmと30μmとの間の平均直径を有する生分解性の物質から作製される。1つの実施態様において、例えば、少なくとも90%の粒子が5μmと30μmとの間の平均直径を有する。粒子は、生分解性の物質(例えば、生分解性合成ポリマー、タンパク質、または特定の多糖類のような他の水溶性物質)から形成され得る。例えば、粒子は、そこに取り込まれた分子あたり少なくとも1つのアミノ酸基を有する直鎖状αヒドロキシ酸ポリエステル骨格、および上記ポリエステル骨格のアミノ酸残基から伸びている少なくとも1つのポリ(アミノ酸)側鎖を有する官能化ポリエステルグラフトコポリマーから形成され得る。他の例は、水溶性賦形剤(例えば、トレハロースまたはラクトース)、またはタンパク質(例えば、リゾチームまたはインスリン)から形成される粒子を含む。粒子は、治療的または診断的薬剤の気道または肺の肺胞領域への送達のために使用され得る。粒子は、気道への投与のための効果的にエアロゾル化され得、そして広範な種々の組み込まれた薬剤を全身的にまたは局所的に送達するために用いられ得る。薬剤を組み込んだ粒子は、必要に応じて、組み込まれた薬剤を有さず、例えば、約50μmと100μmとの間の範囲の平均直径を有するより大きなキャリア粒子とともに同時送達され得る。
気道への改善された送達のために空気力学的に軽い生分解性の粒子が提供される。粒子は治療的薬剤または診断的薬剤を組込み得、そしてエアロゾル適用による気道への薬剤の制御された全身的または局所的な送達のために使用され得る。好ましい実施態様において、粒子は、約0.4g/cm3未満のタップ密度を有する。低いタップ密度に寄与し得る粒子の特徴には、不規則な表面構成および多孔性の構造が含まれる。低密度粒子のエアロゾル適用による肺への投与は、相対的に大きな直径(例えば、平均直径において5μmを越える)の治療的エアロゾルの深肺への送達を可能にする。粗い表面構成はまた、粒子の凝集を低減し得、そして高度に流動可能な粉体を提供し得る。これは、乾燥粉体吸入器デバイスを介するエアロゾル適用にとって理想的であり、口、喉、および吸入器デバイスにおけるより低い沈着を導く。
粒子サイズ
粒子の質量平均直径は、Coulter Counterを使用して測定され得る。空気力学的に軽い粒子は、好ましくは、少なくとも、直径において約5ミクロンである。サンプルにおける粒子の直径は、粒子の組成および合成方法のような因子に依存する範囲にある。サンプル中の粒子のサイズの分布は、気道内の標的部位内での最適な沈着を可能にするように選択され得る。
粒子は少なくとも約5μmの直径を有し、必要に応じて治療的薬剤または診断的薬剤を組込む。好ましくは、粒子は空気力学的に軽い。本明細書中で使用される「空気力学的に軽い粒子」は、約0.4g/cm3未満のタップ密度を有する粒子をいう。乾燥粉末の粒子のタップ密度は、GeoPycTM(Micrometrics Instrument Corp., Norcross, GA 30093)を使用して得ることができる。タップ密度は、包膜質量密度の標準的な尺度である。等方性粒子の包膜質量密度は、粒子の、それが包膜され得る最小の球体包膜容量によって除算された質量として定義される。
空気力学的に軽い粒子は、好ましくは、生分解性および生体適合性であり、そして必要に応じて、組み込まれた治療的薬剤または診断的薬剤の放出について制御された速度で生分解が可能である。粒子は、約0.4g/cm3未満のタップ密度を有する粒子を形成し得る任意の物質から作製され得る。無機物質および有機物質の両方が使用され得る。本明細書中で定義される空気力学的に軽い粒子を形成し得る他の非重合性物質(例えば、脂肪酸)が使用され得る。粒子を形成する組成物ならびにおよび不規則な表面構造または粒子内の孔もしくは溝の存在を含む粒子の異なる特性が、空気力学的な軽さに寄与し得る。
粒子は、任意の生体適合性および好ましくは生分解性ポリマー、コポリマーまたはブレンドから形成され得、それは約0.4g/cm3未満のタップ密度を有する粒子を形成し得る。
1つの好ましい実施態様において、Hrkachら、Macromolecules, 28:4736-4739(1995);およびHrkachら、「Poly(L-Lactic acid-co-amino acid)Graft Copolymers:A Class of Functional Biodegradable Biomaterials」in Hydrogels and Biodegradalbe Polymers for Bioapplications, ACS Symposium Series No. 627, Raphael M. Ottenbriteら編、American Chemical Society、8章、93〜101頁、1996に記載されるように、空気力学的に軽い粒子が官能化ポリエステルグラフトコポリマーから形成される。官能化グラフトコポリマーは、ポリエステルのコポリマー(例えば、ポリ(グリコール酸)またはポリ(乳酸)および官能化し得る基またはイオン化し得る基を含む別のポリマー(例えば、ポリ(アミノ酸)))である。好ましい実施態様において、そこに組み込まれたアミノ酸を有する直鎖状ポリエステル骨格、およびポリエステル骨格のアミノ酸残基から伸長したポリ(アミノ酸)側鎖を含む櫛様グラフトコポリマーが使用される。ポリエステルは、α-ヒドロキシ酸(例えば、乳酸、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、およびヒドロキシ吉草酸またはそれらの誘導体もしくは組合せ)のポリマーであり得る。ポリマーは、イオン化し得る側鎖(例えば、ポリリジンおよびポリアミン)を含み得る。他のイオン化し得る基(例えば、アミノ基またはカルボキシル基)は、表面粗度および空隙率を増強するために、ポリマー中へ共有結合でまたは非共有結合で組込まれ得る。
任意の種々の治療的薬剤が粒子内に取り込まれ得、粒子は、動物の肺への投与後に、取り込まれた薬剤を局所的または全身的に送達し得る。例としては、合成の無機および有機の化合物または分子、タンパク質およびペプチド、多糖および他の糖、脂質、ならびに治療、予防、または診断活性を有する核酸分子が挙げられる。核酸分子は、遺伝子、相補的DNAに結合して転写を阻害するアンチセンス分子、リボザイム、およびリボザイムガイド配列を含む。取り込まれるべき薬剤は、種々の生物学的活性(例えば、血管作動性薬剤、向神経活性薬剤、ホルモン、抗凝固剤、免疫調節性薬剤、細胞傷害性薬剤、予防的薬剤、抗生物質、抗ウイルス剤、アンチセンス、抗原、および抗体)を有し得る。いくつかの例では、タンパク質は抗体であり得るか、またはさもなくば適当な応答を惹起するために注射によって投与されるべき抗原であり得る。広範な分子量(例えば、モルあたり100〜500,000グラムの間)を有する化合物が、カプセル化され得る。
任意の種々の診断的薬剤が粒子内に取り込まれ得、粒子は、動物の肺への投与後に、取り込まれた薬剤を局所的または全身的に送達し得る。診断的薬剤は、ガスおよび他の画像化薬剤を含む。
任意の生体適合性または薬理学的に受容可能なガスが、粒子中に取り込まれ得るか、または粒子の孔にトラップされ得る。用語ガスは、ガスであるかまたは画像化が実施される温度にてガスを形成し得る、任意の化合物をいう。ガスは、単一の化合物(例えば、酸素、窒素、キセノン、アルゴン、窒素)または化合物の混合物(例えば、空気)からなり得る。フッ素化ガスの例としては、CF4、C2F6、C3F8、C4F8、SF6、C2F4、およびC3F6が挙げられる。
利用され得る他の画像化薬剤は、ポジトロン放出断層撮影(PET)、コンピュータ補助断層撮影(CAT)、単一光子放射型コンピュータ断層撮影法、X線、蛍光透視、および磁気共鳴画像法(MRI)に使用される市販の薬剤を含む。
空気力学的に軽いポリマー粒子は、1回および2回の乳液の溶媒蒸発、スプレー乾燥、溶媒抽出、または当業者に周知の他の方法を使用して調製され得る。粒子は、例えば、当該分野で公知のマイクロスフェアまたはマイクロカプセルを作製するための方法を使用して作製され得る。
標的化分子は、粒子上の反応性官能基を介して粒子に結合され得る。例えば、標的化分子は、官能化ポリエステルグラフトコポリマー粒子(例えば、PLAL-Lys粒子)のアミノ酸基に結合され得る。標的化分子によって、この粒子が特定のレセプター部位(例えば、肺内の部位)と結合相互作用することが可能になる。粒子は、特定の標的に特異的または非特異的に結合するリガンドに結合することによって標的化され得る。例示の標的化分子は、抗体またはそのフラグメント(可変領域を含む)、レクチン、および標的細胞の表面上のレセプターに特異的に結合し得るホルモンまたは他の有機分子を含む。
粒子は、単独または任意の適切な薬学的に受容可能なキャリア(例えば、液体(例えば、生理食塩水)または粉末)中で呼吸器系に投与され得る。1つの実施態様では、予防剤、治療剤または診断剤を取り込んだ粒子が、取り込まれた薬剤を含まない、より大きなキャリア粒子と共送達され得る。好ましくは、この大きな粒子は、約50〜100μmの間の質量平均直径を有する。
粒子は、薬学的に受容可能なキャリアと組み合わせられ得、次いで、検出に有効な量が吸入によって患者に投与され得る。取り込まれたイメージング剤を含有する粒子は、種々の診断適用(腫瘍塊および腫瘍組織の検出および特徴付けを包含する)のために用いられ得る。
空気力学的に軽いポリ[(p-カルボキシフェノキシ)−ヘキサン無水物](「PCPH」)粒子を以下のように合成した。100mg PCPH(MW約25,000)を3.0mL塩化メチレン中に溶解した。この透明な溶液に、塩化メチレンで飽和した5.0mLの1% w/v水性ポリビニルアルコール(PVA、MW約25,000、88モル%加水分解)を添加し、そしてこの混合物を1分間最大速度でボルテックスした(Vortex Genie 2,Fisher Scientific)。得られた乳白色の乳液を95mLの1%PVAの入ったビーカーに注ぎ、そして0.75インチのチップを用いて1分間6000rpmでホモジナイズした(Silverson Homogenizers)。ホモジナイズ後、混合物をマグネチックスターラーバーで撹拌し、そして2mLイソプロピルアルコールを添加することによって塩化メチレンをポリマー粒子から素早く抽出した。混合物を35分間撹拌して、微粒子を完全に硬化させた。硬化させた粒子を遠心分離によって採集し、二回蒸留水で数回洗浄した。粒子を凍結乾燥し、凝集塊の自由流動粉末空隙(free-flowing powder void)を得た。収率85〜90%。
空気力学的に軽いPLAL-Lys粒子
PLAL-Lys粒子を、0.5mlジメチルスルホキシド中に50mgのグラフトコポリマーを溶解し、次いで1.5mlジクロロメタンを滴下で添加することによって調製した。このポリマー溶液を、約7500rpmの速度でホモジナイザー(Silverson)を用いて、100mlの5% w/vポリビニルアルコール溶液(平均分子量25kDa、88%加水分解)中に乳化した。得られた分散液をマグネチックスターラーを用いて1時間撹拌した。この時間の後、pHを0.1N NaOH溶液の添加によって7.0〜7.2の間にした。ジクロロメタンが完全にエバポレートされ、そして粒子が硬化するまで、撹拌をさらに2時間続けた。次いで、この粒子を4000rpm(1600g)で10分間の遠心分離によって単離した(Sorvall RC-5B)。上清を捨て、そして各回4000rpmで10分間の遠心分離によって沈殿物を蒸留水で3回洗浄した。最後に、粒子を5mlの蒸留水中に再懸濁し、分散液を液体窒素中で凍結し、そして少なくとも48時間凍結乾燥した(Labconco freeze dryer 8)。粒子サイジングをCoulterカウンターを用いて行った。平均的粒子の平均直径は、100nmから14μmの間であり、これは、ホモジナイゼーションの速度および時間のような処理パラメーターに依存する。全ての粒子は、0.4g/cm3未満のタップ密度を示した。粒子の走査電子顕微鏡写真は、これらが不規則な表面を伴う高度な多孔性であることを示した。
100mgのPLAL-Ala-Lys粒子を0.4mlトリフルオロエタノール中に完全に溶解し、次いで1.0ml塩化メチレンを滴下で添加した。このポリマー溶液を、40Wの出力で15秒間、ソニケーター(Sonic&Material VC-250)を用いて、100mlの1% w/vポリビニルアルコール溶液(平均分子量25kDa、88%加水分解)中に乳化した。2mlの1%PVA溶液を混合物に添加し、そしてこれを最高速度で30秒間ボルテックスした。混合物を100mlの0.3%PVA溶液を含むビーカーに素早く注ぎ、そして3時間撹拌して塩化メチレンをエバポレーションを可能にした。粒子の走査電子顕微鏡写真は、これらが高度に不規則な表面を有することを示した。
PLAL-LysおよびPLGA-PEGのブレンドからなるポリマー性の空気学的に軽い粒子を作製した。50mgのPLGA-PEGポリマー(PEGの分子量:20KDa、PEG:PLGAの重量比1:2、ラクチド:グリコリド75:25)を、1mlジクロロメタン中に完全に溶解した。3mgのポリ(ラクチド-co-リジン)-ポリリジングラフトコポリマーを0.1mlジメチルスルホキシド中に溶解し、そして第1のポリマー溶液と混合した。0.2mlのTE緩衝液(pH 7.6)を、40Wの出力で10秒間、プローブソニケーション(Sonic&Material VO-250)によって、ポリマー溶液中に乳化した。この第1乳液に2mlの蒸留水を添加し、4000rpmで60秒間ボルテックスミキサーを用いて混合した。塩化メチレンが完全にエバポレートされ、そしてマイクロスフェアが形成されるまで、得られた分散液を3時間マグネチックスターラーを用いることによって撹拌した。次いで、このスフェアを5000rpmで30分間の遠心分離によって単離した。上清を捨て、沈殿物を蒸留水で3回洗浄し、そして5mlの水中に再懸濁した。分散液を液体窒素中で凍結させ、そして48時間凍結乾燥した。
一般的溶媒に可溶性のポリマーおよび薬物を含有する空気力学的に軽い粒子
空気力学的に軽い50:50 PLGA粒子を、以下の手順に従って、粒子内にカプセル化されるテストステロンと共にスプレー乾燥することによって調製した。50:50のモル比を有する2.0gのポリ(D,L-乳酸-co-グリコール酸)(PLGA 50:50, Resomer RG503, B.I. Chemicals, Montvale, NJ)および0.50gのテストステロン(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO)を、室温で、100mLのジクロロメタン中に完全に溶解した。この混合物を続いて、Buchi laboratory spray-drier(model 190, Buchi, Germany)を用いて、5mL/分の流速で0.5mmノズルを通してスプレー乾燥した。加圧気体の流速は、700nl/時であった。流入温度を30℃に設定し、そして流出温度を25℃に設定した。アスピレーターを−20〜−25バールの真空を達成するように設定した。収率は51%であり、そして平均粒子サイズは約5μmであった。粒子は、0.4g/cm3以下のタップ密度によって決定されたように、空気力学的に軽かった。
モデル親水性薬物(デキストラン)を有する空気力学的に軽いPLA粒子を、以下の手順を用いて、スプレー乾燥により調製した。2.0mLの水性の10% w/v FITC-デキストラン(MW 70,000, Sigma Chemical Co.)水溶液を、100mLのジクロロメタン中2% w/vのポリ(D,L-乳酸)(PLA, Resomer R206, B. I. Chemicals)溶液にプローブ超音波処理(Vibracell Sonicator, Branson)により乳化した。乳濁液を、続いて、700nl/時間の空気流速(入口温度=30℃、出口温度=21℃、−20mbar減圧)を伴って、5mL/分の流速でスプレー乾燥した。収量は、56%である。粒子は、空気力学的に軽かった(0.4 g/cm3未満のタップ密度)。
空気力学的に軽いリゾチーム粒子を、以下の手順を用いてスプレー乾燥により調製した。4.75gリゾチーム(Sigma)を、95mL二回蒸留水(5% w/v溶液)中に溶解し、そして0.5mmノズルおよびBuchi研究室スプレー乾燥機を用いてスプレー乾燥した。圧縮空気の流速は、725nl/時間であった。リゾチーム溶液の流速を、97〜100℃の設定入口温度で、出口温度が55〜57℃であるように設定した。アスピレーターを、−30mbarの減圧を達成するように設定した。リゾチームの酵素活性はこのプロセスにより影響されないことが見出され、そして空気力学的に軽い粒子(0.4 g/cm3未満のタップ密度)の収量は66%であった。
空気力学的に軽いデキストラン粒子を、以下の手順を用いてスプレー乾燥により調製した。6.04g DEAEデキストラン(Sigma)を、242mL二回蒸留水に溶解(2.5% w/v溶液)し、そして0.5mmノズルおよびBuchi研究室スプレー乾燥機を用いてスプレー乾燥した。圧縮空気の流速は、750nl/時間であった。DEAE-デキストラン溶液の流速を、155℃の設定入口温度で、出口温度が80℃となるように設定した。アスピレーターを、−20mbarの減圧を達成するように設定した。空気力学的に軽い粒子(0.4 g/cm3未満のタップ密度)の収量は66%であり、そしてサイズ範囲は1〜15μmの範囲であった。
空気力学的に軽いトレハロース粒子を、以下の手順を用いてスプレー乾燥により調製した。4.9g トレハロース(Sigma)を、192mL二回蒸留水に溶解(2.5% w/v溶液)し、そして0.5mmノズルおよびBuchi研究室スプレー乾燥機を用いてスプレー乾燥した。圧縮空気の流速は、650nl/時間であった。トレハロース溶液の流速を、100℃の設定入口温度で、出口温度が60℃となるように設定した。アスピレーターを、−30mbarの減圧を達成するように設定した。空気力学的に軽い粒子(0.4 g/cm3未満のタップ密度)の収量は36%であり、そしてサイズ範囲は1〜15μmの範囲であった。
ポリエチレングリコール(PEG)は、水溶性高分子である。しかし、これは、水溶液からスプレー乾燥し得ない。なぜなら、これは、水をエバポレートするために必要とされるよりも低い、室温で溶解するからである。PEGを、低沸点有機溶媒であるジクロロメタンの溶液から低温でスプレー乾燥した。空気力学的に軽いPEG粒子を、以下の手順を用いてスプレー乾燥により調製した。5.0g PEG(MW 15,000〜20,000, Sigma)を、100mL二回蒸留水に溶解(5.0% w/v溶液)し、そして0.5mmノズルおよびBuchi研究室スプレー乾燥機を用いてスプレー乾燥した。圧縮空気の流速は、750nl/時間であった。PEG溶液の流速を、45℃の設定入口温度で、出口温度が34〜35℃となるように設定した。アスピレーターを、−22mbarの減圧を達成するように設定した。空気力学的に軽い粒子(0.4 g/cm3未満のタップ密度)の収量は67%であり、そしてサイズ範囲は1〜15μmの範囲であった。
空気力学的に軽い粒子を、コントロール粒子(本明細書中では、「軽くない」粒子という)と比較した。同様の平均直径(6〜7μm)およびサイズ分布(3〜4μmの標準偏差)を有する、空気力学的に軽い(PLAL-Lys)粒子およびコントロールの軽くない(PLAL)粒子の表面上のリジンアミン基を、ローダミンイソチオシアネートを用いて標識した。多孔性PLAL-Lys粒子のタップ密度は0.1 g/cm3であり、そしてより密度の高いPLAL粒子のタップ密度は0.8 g/cm3であった。
空気力学的に軽い大きな粒子が、(口、咽頭、および吸入器)沈着を回避し得、そして同様のサイズの非多孔性粒子(本明細書中では、軽くないまたはコントロールの粒子という)よりもより効率的に気道および腺房に進入するか否かを決定するために、空気力学的に軽いPLAL-Lys粒子(平均直径6.3μm)およびコントロールの軽くないPLAL(平均直径6.9μm)粒子のエアロゾル化および沈着を、インビトロで、カスケードインパクター系を用いて比較した。
空気力学的に軽いおよび軽くないポリマーPLAL-LysおよびPLAL微粒子の肺への浸透を、生存ラットの気道中への微粒子のエアロゾル化を含むインビボ実験において評価した。
インスリンを、多孔性および非多孔性のポリマー粒子中にカプセル化して、大きなサイズの粒子が全身性バイオアベイラビリティーを増加させ得るかどうかを試験した。2つの粒子の密度および平均直径を、それらがそれぞれ、深肺での沈着に適切な空気力学的直径(約2μm)を有するように設計した。多孔性粒子の平均直径は>5μmであり、非多孔性粒子の平均直径は5μm未満である(図4〜6を参照)。同一質量の多孔性または非多孔性粒子を、吸入エアロゾルまたは皮下注射(コントロール)としてラットに投与した。
第二のモデル薬物テストステロンを、2つの異なる平均幾何学的直径(10.1μmおよび20.4μm)の多孔性粒子にカプセル化して、増大したバイオアベイラビリティーが、多孔性粒子のサイズの増大と相関するかどうかをさらに決定した。同一質量の粉末を、吸入エアロゾルまたは皮下注射(コントロール)としてラットに投与した。血清テストステロン濃度を、吸入または注射後の時間の関数としてモニターした(図7および8)。たとえ、テストステロンの全身性半減期が10〜20分の間であっても、血液のテストステロンレベルは、12時間〜24時間の間、バックグランドレベルを十分超えて維持する(p<0.05)。皮下注射に対するテストステロンのバイオアベイラビリティーは、20.4μm直径の粒子(図7)については177%、そして10.1μm直径の多孔性粒子(図8)については53%である。
Claims (5)
- 治療的、予防的または診断的薬剤を深肺へ送達するための噴霧乾燥した生分解性粒子を含む乾燥組成物であって、ここで該粒子が、0.4g/cm3未満のタップ密度および5μm〜30μmの直径を有する、組成物。
- 前記粒子が薬学的に受容可能な賦形剤をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
- 薬学的に受容可能な賦形剤が、有機化合物、無機化合物、界面活性剤、ポリマー、およびこれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項1または2に記載の組成物。
- 前記薬剤が、タンパク質、ペプチド、多糖類、脂質、核酸、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項1〜3いずれか記載の組成物。
- 前記薬剤がインスリンである、請求項1〜4いずれか記載の組成物。
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