JP6026424B2 - 治療薬送達のための生物浸食性ケイ素ベースのデバイス - Google Patents
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- C12Y302/01017—Lysozyme (3.2.1.17)
Description
本出願は、2010年11月1日付で出願された米国特許仮出願番号第61/408,934号、および2011年3月31日付で出願された米国特許仮出願番号第61/470,299号の恩恵を請求する。参照された出願の全教唆は、参照することによって明確に本明細書中に組み込まれる。
患者、特に緑内障またはガンなどの慢性状態の患者への治療薬の持続性および制御送達は、現代の薬物療法ではますます重要になってきている。多くの療法は、小刻みな間隔で投与して、体内に活性剤がほぼ一定して存在する状態が保たれている場合に最も有効である。頻回投与が推奨される可能性があるが、患者遵守の不都合および関連する難事は、この方法での治療を事実上妨げる可能性がある。結果として、治療薬を制御された方法で放出する持続放出デバイスが、ガン療法や他の慢性疾患の治療などの分野で非常に関心を集めている。
本明細書中で用いられる「a」又は「an」は1以上を意味する可能性がある。「含む(comprising)」という語と合わせて用いられる場合、特許請求の範囲で用いられる「a」又は「an」という語は1以上を意味する可能性がある。本明細書中で用いられる「別の」は、少なくとも第2またはそれ以上を意味する可能性がある。
本明細書中で記載されるデバイスおよび方法は、とりわけ、少なくとも1つの治療薬が担体材料の孔中に配置された多孔性ケイ素ベースの担体材料を含むデバイスを提供する。記載された方法は、疾患、特に慢性疾患の治療または予防のためにそのようなデバイスを使用する。さらに、デバイスを調製する記載された方法は、治療薬、特にタンパク質または抗体などの大分子の持続および制御放出によって特徴づけられるデバイスを提供する。
MXA≧3(MNAB)およびMXB≧3(MNAB)
(式中、MXA=孔サイズAの粒子の数;MXB=孔サイズBの粒子の数;およびMNAB=孔サイズ(A+B)の粒子の数/2、ここで、3は前述の任意の好適な乗数で置換することができる)。
本発明はさらに、ケイ素ベースのデバイスを調製する方法も提供する。ある実施形態において、多孔性ケイ素ベースの担体材料は、合成的に調製することができる。例えば、多孔性シリカは、オルトケイ酸テトラエチルをミセルロッドで作られたテンプレートと反応させることによって合成することができる。ある実施形態において、結果は孔の規則的配列で満たされた球またはロッドの集合である。適切なpHに調節された溶媒で洗浄することによって、テンプレートを次いで除去することができる。ある実施形態において、多孔性ケイ素ベースの担体材料は、ゾル・ゲル法または噴霧乾燥法を用いて調製することができる。ある実施形態において、担体材料の調製は、多孔性ケイ素ベースの材料の調製に好適な1以上の技術を含む。
ある実施形態では、患者の状態を予防または治療するためにデバイスを使用する。本明細書中で提供される様々な実施形態は、治療有効量の治療薬を局所的に、すなわち、患者における疼痛、疾患などの部位に送達するために提供される。ある実施形態において、本発明のデバイスは、患者の身体の表面上または体内の任意の部分に送達することができる。例えば、本発明のデバイスを皮膚もしくは眼の表面上で使用してもよく、または皮膚下、筋肉内、器官内、骨に隣接して、眼内、もしくは治療薬の制御放出が有益である任意の他の位置に移植してもよい。インプラントは、硝子体内、皮下、結膜下、腹腔内、筋肉内または網膜下投与することができる。ある実施形態において、本発明のインプラントは、眼の表面または眼のブドウ膜系内もしくは眼の硝子体液内など眼内へ送達される。
実施例
市販の多孔性シリカの明細
タンパク質サイズと薬物ローディングを促進するために必要とされる孔サイズとの間の関係を立証するために、単層範囲で吸着される場合のタンパク質によって占められる表面積の量を、窒素吸収データからのBarrett-Joyner-Halenda(BJH)分析から得られる孔サイズデータに対する累積的表面積と相関させた。タンパク質吸着表面積データが窒素吸収分析からの累積的全表面積と等しくなった点は、吸着ローディングを促進するための最低のアクセス可能な孔サイズを規定した。表1のデータは、様々なタンパク質サイズについてアクセス可能な最低孔半径を提示する。タンパク質流体力学半径を最低孔半径から引くことにより、タンパク質−孔差が得られ、これはタンパク質アクセスを可能にするために必要なさらなる孔寸法の最小量である。調査したタンパク質の範囲について、平均タンパク質−孔差は3.9nmであった。
Davisil 250Å中へのベバシズマ吸着の動力学は、5mgの吸着剤を25mg/mLのベバシズマブ25μLとともにリン酸塩緩衝液pH6.2中でインキュベートすることによって証明した(表2)。所定の平衡時間の後、1.975mLのリン酸塩緩衝液を懸濁液に添加し、30秒以内で反転させることによって混合し、0.2μmフィルターを通してろ過することによって粒子を除去した。ろ液中のタンパク質の量を、BCAアッセイ(Thermo Scientific, USA)を用いて定量化した。吸着されたタンパク質の量は、出発濃度からろ液中の量を引くことによって計算した。表2は、様々な粒子サイズについての吸着の動力学を提示する。8.4μmの最小の粒子サイズ(D50)の結果、それぞれ15.8μm(D50)および54.5μm(D50)の73.7%および19.8%に対して、30分以内で95.6%の吸着が得られた。
50mMのリン酸塩緩衝液pH6.2中270μΜから1μΜに及ぶ濃度のニワトリ卵白リゾチーム(Sigma)1mLを5mgの吸着剤で平衡化させることによって、吸着等温線を作製した。16時間後、平衡溶液中に残存するリゾチームの量を280nmでのUV分光学によって定量化した。吸着剤上へ吸着されたリゾチームの量を次いで平衡濃度に対してプロットした。吸着されたリゾチームの単層量およびラングミュア吸着係数(K)を、標準的一次変換法を用いて推定した。
50の25mg/mL溶液を10mgの吸着剤と平衡化させることによって、リゾチーム(ニワトリ卵白、Sigma)をサイズが増加するシリカ吸着剤上に吸着ロードさせた。16時間後、3.95mLのリン酸緩衝食塩水(PBS;pH7.4))またはSiO2で飽和させたリン酸緩衝食塩水を添加し、懸濁液を37℃でインキュベートした。各時点で、16,300gでの遠心分離によって粒子を沈殿させ、2mLの上清を除去し、2mLの新鮮な媒体で置換した。溶解媒体中のリゾチームの量を次いでRP−HPLCによって定量化した。リゾチーム放出の動力学を時間平方根に対する累積的放出の回帰分析によって決定した。結果を図2および表4に提示する。
25μLの25mg/mL溶液を5mgの吸着剤で平衡化させることによって、ベバシズマブを増大する孔サイズのシリカ吸着剤上に吸着させた。16時間後、1.975mLのリン酸緩衝食塩水(pH7.4)を添加し、懸濁液を37℃でインキュベートした。各時点で、16,300gでの遠心分離によって粒子を除去し、1mLの上清を除去し、1mLの新しい媒体で置換した(図3、表5)。溶解媒体中のベバシズマブの量を次いで、Micro BCAアッセイ(Thermo Scientific, USA)によって定量化した。ベバシズマブ放出の動力学を時間平方根に対する累積的放出の回帰分析によって決定した。結果は、ベバシズマブ放出速度が吸着剤の孔サイズの増加とともに増加したことを示す。
様々な孔サイズの多孔性シリカ中へのタンパク質吸着の動力学は、5mgの吸着剤を25mg/mLタンパク質溶液25μLとともにリン酸塩緩衝液pH6.2中でインキュベートすることによって立証された。所定の平衡時間後、1.975mLのリン酸塩緩衝液を懸濁液に添加し、30秒以内で反転させることによって混合し、そして0.2μmフィルターを通したろ過によって粒子を除去した。ろ液中のタンパク質の量は、ベバシズマブの場合はBCAアッセイ(Thermo Scientific, USA)、そしてリゾチームについてはRP−HPLCのいずれかを用いて定量化した。吸着されたタンパク質の量は、ろ液中の量を出発濃度から引くことによって計算した。表5a、5b、6aおよび6bは、様々な多孔性シリカ孔サイズおよび粒子サイズの吸着の動力学を提示する。
当業者は、慣例的な実験だけを用いて、本明細書中に記載される化合物およびその使用方法の多くの等価物を認識または確認することができるであろう。そのような等価物は、本発明の範囲内にあるとみなされ、以下の特許請求の範囲により網羅される。当業者は、本明細書中に記載される実施形態の全ての組み合わせが本発明の範囲内に含まれることも認めるであろう。
Claims (52)
- 生物浸食性多孔性ケイ素ベースの担体材料を含むデバイスであって、前記担体材料が少なくとも1つの大分子治療薬を担体材料の孔中に含み、以下のいずれかである、デバイス:
a) 上記孔の平均孔サイズが15nmから40nmまでであり、前記治療薬が100,000amuから200,000amuまでの分子量を有する; 又は
b) 上記孔の平均孔サイズが25nmから40nmまでであり、前記治療薬が6nmから8nmまでの分子半径を有する。 - 前記担体材料が再吸収可能である、請求項1に記載のデバイス。
- 前記治療薬が前記担体材料の体積全体にわたって分布する、請求項1または2に記載のデバイス。
- 前記治療薬が前記担体材料の実質的に全体積にわたって分布する、請求項3に記載のデバイス。
- 前記治療薬が、タンパク質、抗体、炭水化物、ポリマーおよびポリヌクレオチドから選択される、請求項1〜4のいずれかに記載のデバイス。
- 前記治療薬が抗体である、請求項5に記載のデバイス。
- 前記ケイ素ベースの担体材料がアモルファスである、請求項1〜6のいずれかに記載のデバイス。
- 前記担体材料が少なくとも40%の有孔率を有する、請求項1〜7のいずれかに記載のデバイス。
- 前記担体材料が少なくとも70%の有孔率を有する、請求項8に記載のデバイス。
- 前記担体材料が40%乃至80%の範囲内の有孔率を有する、請求項1〜7のいずれかに記載のデバイス。
- 前記担体材料の表面積が20m2/gおよび1000m2/gの間にある、請求項1〜10のいずれかに記載のデバイス。
- 前記担体材料の表面積が100m2/gおよび300m2/gの間にある、請求項11に記載のデバイス。
- 孔を隔てる前記担体材料の壁の平均幅が5nm未満である、請求項1〜12のいずれかに記載のデバイス。
- 前記壁の平均幅が3nm未満である、請求項13に記載のデバイス。
- 前記担体材料のその最長の点で測定される長さが1ミクロンおよび500ミクロンの間にある、請求項1〜14のいずれかに記載のデバイス。
- 前記担体材料のその最長の点としての長さが2ミクロンおよび100ミクロンの間にある、請求項15に記載のデバイス。
- 前記担体材料のロードレベルが、前記担体材料および前記治療薬の合計重量基準で5重量%未満である、請求項1〜16のいずれかに記載のデバイス。
- 前記担体材料のロードレベルが5%から10%までである、請求項1〜16のいずれかに記載のデバイス。
- 前記担体材料のロードレベルが10%から20%までである、請求項1〜16のいずれかに記載のデバイス。
- 前記担体材料のロードレベルが20%から30%までである、請求項1〜16のいずれかに記載のデバイス。
- 前記担体材料のロードレベルが30%から40%までである、請求項1〜16のいずれかに記載のデバイス。
- 前記担体材料のロードレベルが40%から50%までである、請求項1〜16のいずれかに記載のデバイス。
- 前記担体材料中に第2治療薬をさらに含む、請求項1〜22のいずれかに記載のデバイス。
- 請求項1〜23のいずれかに記載のデバイスを調製する方法であって、多孔性ケイ素ベースの担体材料を治療薬と接触させることを含む、方法。
- 前記担体材料の平均孔サイズが、少なくとも3日にわたって生体媒質中への治療薬の侵入および治療薬の制御放出を可能にするように選択される、請求項24に記載の方法。
- 患者における状態を治療または予防する際の使用のための、請求項1〜23のいずれかに記載のデバイス。
- 前記デバイスが、前記患者の皮膚または眼の表面への投与のためのものである、請求項26に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、結膜下、腹腔内、筋肉内、硝子体内、皮下、または網膜下投与のためのものである、請求項26に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、前記眼の中への投与のためのものである、請求項26に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、前記眼の房水内の投与のためのものである、請求項29に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、前記眼の硝子体液内の投与のためのものである、請求項29に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、前記眼の状態を治療するためのものである、請求項26に記載のデバイス。
- 前記状態が、緑内障、黄斑変性、糖尿病性黄斑浮腫、地図状萎縮および加齢性黄斑変性から選択される、請求項32に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、1日乃至12ヶ月にわたって前記眼の中に薬物を放出するためのものである、請求項26〜33のいずれかに記載のデバイス。
- 前記デバイスが、1ヶ月乃至6ヶ月にわたって治療薬を放出するためのものである、請求項34に記載のデバイス。
- 前記状態を治療または予防することが、前記多孔性ケイ素ベースの担体材料を、治療薬を含む溶液と接触させることを含む、請求項26〜35のいずれかに記載のデバイス。
- 請求項1〜23のいずれかに記載のデバイスであって、前記担体材料が少なくとも2つの異なる孔の集団を有し、前記少なくとも2つの異なる孔の集団の平均孔サイズ間の差が少なくとも5nmである、デバイス。
- 前記少なくとも2つの異なる孔の集団の平均孔サイズ間の差が5nmおよび50nmの間にある、請求項37に記載のデバイス。
- 前記少なくとも2つの異なる孔の集団の平均孔サイズの比が少なくとも1.5乃至1である、請求項37または38に記載のデバイス。
- 前記担体材料が2つの異なる孔の集団を有する、請求項37〜39のいずれかに記載のデバイス。
- 第1平均孔サイズを有する孔を有する第1の複数の生物浸食性多孔性ケイ素ベースの粒子と、上記第1の複数の粒子の孔中に配置された少なくとも1つの大分子治療薬と、第2平均孔サイズを有する孔を有する第2の複数の生物浸食性多孔性ケイ素ベースの粒子とを含む組成物であって、
前記第1平均孔サイズが、前記第2平均孔サイズの少なくとも1.5倍であり; さらに以下のいずれかである、組成物:
a) 上記第1平均孔サイズが15nmから40nmまでであり、前記治療薬が100,000amuから200,000amuまでの分子量を有する; 又は
b) 上記第2平均孔サイズが25nmから40nmまでであり、前記治療薬が6nmから8nmまでの分子半径を有する。 - 請求項1〜23のいずれかに記載のデバイスであって、前記担体材料内の大分子治療薬が、同じ条件下で担体材料のない大分子治療薬の半減期の少なくとも2倍である室温での半減期を有する、デバイス。
- 前記担体材料内の大分子治療薬の半減期が、同じ条件下で担体材料のない大分子治療薬の半減期の10倍以上である、請求項42に記載のデバイス。
- 請求項1〜23のいずれかに記載のデバイスであって、前記担体材料内の大分子治療薬が、同じ条件下で担体材料のない大分子治療薬の保存期間の少なくとも2倍の長さの室温での保存期間を有する、デバイス。
- 前記担体材料内の大分子治療薬が、同じ条件下で担体材料のない大分子治療薬の保存期間の少なくとも10倍の長さの保存期間を有する、請求項44に記載のデバイス。
- 前記担体材料内の大分子治療薬が、25℃で少なくとも6ヶ月にわたって安定である、請求項44または45に記載のデバイス。
- 前記大分子治療薬が抗体である、請求項42〜46のいずれかに記載のデバイス。
- 請求項1〜23のいずれかに記載のデバイスをあらかじめロードされたシリンジであって、前記デバイスが2%未満の大分子治療薬を含む、シリンジ。
- 前記デバイスが水溶液を含む、請求項48に記載のシリンジ。
- 前記シリンジの針が、前記ケイ素ベースの担体材料をあらかじめロードされている、請求項48または49に記載のシリンジ。
- 前記シリンジ中の除去可能なインサートが、前記ケイ素ベースの担体材料をロードされている、請求項48または49に記載のシリンジ。
- 前記シリンジが1以上のフィルターをさらに含む、請求項48〜51のいずれかに記載のシリンジ。
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