JP6238263B2 - 芳香族ｎ−複素環を有する薬物デリバリ用ポリカーボネート - Google Patents

Description

本発明は、芳香族Ｎ−複素環を有する薬物デリバリ用ポリカーボネートに関し、より具体的には芳香族Ｎ−複素環官能化ポリカーボネートと、カテコール官能化ポリカーボネートとで形成される、医療において用いられる薬物をデリバリするための水分散性ナノ粒子に関する。

薬物を運ぶためのビヒクルとしてポリマを利用する薬物デリバリシステム、具体的には疎水性薬物（たとえば化学療法に用いられ、疎水性、毒性、および水系デリバリシステムへの組み込みの難しさで知られるアントラサイクリン系抗生物質ドキソルビシン）が関与するものにはいくつか欠陥がある。概してこれらのポリマは生分解性でない。別の欠陥は、ナノ粒子が、望ましくない血流中の粒径増加の原因となる血清タンパク質誘起性凝集を起こしやすいことである。別の欠陥は、薬物を血流中に漏出する薬物キャリアの性質である。この性質は、本来の標的に対する薬物の効力を低下させることがあり、薬物充填粒子が本来軽減するはずの放出薬物の有毒な副作用を患者に及ぼすことがある。別の欠陥は、ポリマ・ビヒクル自体の細胞毒性である。

その結果、タンパク質誘起性凝集を起こしやすくなく（すなわち血流中で「ファウリング耐性」であり）、本来の細胞標的へ到達する前の早過ぎる段階で薬物を放出しない、生分解性であって細胞毒性のない薬物デリバリシステムが求められている。

したがって、
薬物と；
ｉ）第１のポリ（エチレンオキシド）ブロック（第１のＰＥＯブロック）と、ｉｉ）前記第１のＰＥＯブロックと連結した第１のポリカーボネート・ブロックとを含み、ａ）第１のポリカーボネート・ブロックは、脂肪族カーボネート骨格部分と、前記骨格部分と連結した側鎖とを含む第１の繰り返し単位を含み、ｂ）前記第１の繰り返し単位の側鎖は、芳香族窒素含有複素環（Ｎ−複素環）を含み、ｃ）前記第１の繰り返し単位の側鎖のＮ−複素環は、塩基、塩基の水素塩、塩基のスルホベタイン付加体、またはそれらの組み合わせとして存在する、第１のブロック・ポリマと；
ｉ）第２のＰＥＯブロックと、ｉｉ）前記第２のＰＥＯブロックと連結した第２のポリカーボネート・ブロックとを含み、ａ）前記第２のポリカーボネート・ブロックは、脂肪族カーボネート骨格部分と、該骨格部分と連結した側鎖とを含む第２の繰り返し単位を含み、ｂ）前記第２の繰り返し単位の側鎖は、カテコール基を含む、第２のブロック・ポリマと；
を含むナノ粒子であって、
前記ナノ粒子の薬物と第１のブロック・ポリマと第２のブロック・ポリマとは、少なくとも非共有結合相互作用によって結合し、
前記ナノ粒子は、水分散性であり、
前記ナノ粒子は、医療において薬物を制御放出することができる
ナノ粒子が開示される。

また、開示されるのは、
薬物と、水と相溶性の有機溶媒とを含む第１の混合物を形成することと；
第１のブロック・ポリマと、第２のブロック・ポリマとを共に水に溶解することによって第２の混合物を形成することと；
前記第１の混合物と前記第２の混合物とを組み合わせ、それによって第３の混合物を形成するステップと；
前記第３の混合物から有機溶媒を除去し、それによって少なくとも非共有結合相互作用によって結合した前記薬物と前記第１のブロック・ポリマと前記第２のブロック・ポリマとを含む水分散性ナノ粒子を形成することと；
を含む方法であって、
前記第１のブロック・ポリマは、ｉ）第１のポリ（エチレンオキシド）ブロック（第１のＰＥＯブロック）と、ｉｉ）前記第１のＰＥＯブロックと連結した第１のポリカーボネート・ブロックとを含み、前記第１のポリカーボネート・ブロックは、第１の繰り返し単位を含み、前記第１の繰り返し単位は、脂肪族カーボネート骨格部分と、骨格部分と連結した側鎖とを含み、前記第１の繰り返し単位の側鎖は、芳香族窒素含有複素環（Ｎ−複素環）を含み、Ｎ−複素環は、塩基、塩基の水素塩、塩基のスルホベタイン付加体、またはそれらの組み合わせの形を有し、
前記第２のブロック・ポリマは、ｉ）第２のＰＥＯブロックと、ｉｉ）前記第２のＰＥＯブロックと連結した第２のポリカーボネート・ブロックとを含み、前記第２のポリカーボネート・ブロックは、脂肪族カーボネート骨格部分と、骨格部分と連結した側鎖とを含み、第２の繰り返し単位の側鎖は、カテコール基を含み、
ナノ粒子は、医療において薬物を制御放出することができる
方法である。

また、開示されるのは、
ａ）薬物と；
ｂ）式（１）

（式中、
ｕ’は、０から６の正の整数であり、
ｖ’は、０から６の正の整数であり、
ｕ’とｖ’とは、両方が０ではありえず、
ｎ’は、２から約５０の正の数であり、
ｍ’は、約８０から約２００の正の数であり、
Ｅ’は、水素と、１以上の炭素を含む官能基とからなる群から選ばれた１価末端基であり、
Ｈ’は、電荷を持たない芳香族窒素含有複素環、芳香族窒素含有複素環の水素塩、芳香族窒素含有複素環のスルホベタイン付加体、およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれた官能基であり、
Ｌ’は、２以上の炭素を含む２価連結基であり、
Ｒ’は、水素と、１から６の炭素を含むアルキル基と、からなる群から選ばれた１価ラジカルであり、
Ｗ’は、１から１０の炭素を含む１価末端基である）
を有する第１のブロック・ポリマと；
ｃ）式（４）

（式中、
ｕ”は、０から６の正の整数であり、
ｖ”は、０から６の正の整数であり、
ｕ”とｖ”とは、両方が０ではありえず、
ｎ”は、２から約５０の正の数であり、
ｍ”は、約８０から約２００の正の数であり、
Ｅ”は、水素と、１以上の炭素を含む官能基と、からなる群から選ばれた１価末端基であり、
Ｃ”は、カテコール基を含む部分であり、
Ｌ”は、２以上の炭素を含む２価連結基であり、
Ｒ”は、水素と、１から６の炭素を含むアルキル基と、からなる群から選ばれた１価ラジカルであり、
Ｗ”は、１から１０の炭素を含む１価末端基である）
を有する第２のブロック・ポリマと；
を含むナノ粒子であって、
前記ナノ粒子の成分ａ）とｂ）とｃ）とは、少なくとも非共有結合相互作用によって結合し、
前記ナノ粒子は、水に分散性であり、
前記ナノ粒子は、医療において薬物を制御放出することができる
ナノ粒子も開示される。

脂肪族カーボネート骨格部分と、骨格部分と連結した側鎖と、を含み、側鎖は、芳香族窒素含有複素環（Ｎ−複素環）を含む第１の繰り返し単位であって、Ｎ−複素環は、遊離塩基（電荷を持たない形）、遊離塩基の水素塩、遊離塩基のスルホベタイン付加体、またはそれらの組み合わせとして第１の繰り返し単位中に存在する、第１の繰り返し単位
を含むポリカーボネートも開示される。

上記およびその他の本発明の特徴および利点は、以下の詳細な記載、図面および添付の特許請求の範囲から当業者に明らかとなり理解される。

ＨＥＫ２９３細胞に対するスルホベタインポリマＳ−１の毒性プロファイルを示す棒グラフである。Ｓ−１は、細胞毒性ではない。 ＨＥＫ２９３細胞に対するスルホベタインポリマＳ−２の毒性プロファイルを示す棒グラフである。Ｓ−２は、細胞毒性ではない。 ＨＥＫ２９３細胞に対するスルホベタインポリマＳ−３の毒性プロファイルを示す棒グラフである。Ｓ−３は、細胞毒性ではない。 ＨＥＫ２９３細胞に対するポリ（エチレングリコール）、Ｍｎ５０００、（５Ｋ ＰＥＧ）の毒性プロファイルを示す棒グラフである。５Ｋ ＰＥＧは、細胞毒性ではない。 ＨＥＫ２９３細胞に対するポリ（エチレングリコール）、Ｍｎ１００００、（１０Ｋ ＰＥＧ）の毒性プロファイルを示す棒グラフである。１０Ｋ ＰＥＧは、細胞毒性ではない。 １０％血清を含有するリン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）を用いる最大４８時間のインキュベーション時間に対するＳ−１、Ｓ−２およびＳ−３の粒径増加を示すグラフである。Ｓ−３ではポリマ−タンパク質凝集が観測された。Ｓ−１およびＳ−２ではポリマ−タンパク質凝集は観測されなかった。 実施例４２から４８の薬物充填率（ｗｔ％）を示す棒グラフである。 １９ｗｔ％ドキソルビシン（ＤＯＸ）を含有する実施例４７のナノ粒子の薬物放出プロファイルを、ＤＯＸ充填尿素−酸混合ミセルＰＥＧ−ＰＡＣ／ＰＥＧ−ＰＵＣＳ１ １：１と比較するグラフである。実施例４７のナノ粒子から１２０時間でＤＯＸはほとんど放出されなかったが、ＤＯＸ充填尿素−酸混合ミセルは、約６時間でドキソルビシンの６０％を放出した。 実施例４７のＤＯＸ含有ナノ粒子および遊離ＤＯＸで処理されたときのＨｅｐＧ２細胞の細胞生存率を比較するグラフである。これらの結果は、実施例４７のナノ粒子がＨｅｐＧ２細胞と接触するとＤＯＸを放出し、ＨｅｐＧ２細胞を殺すことを示す。

開示されるのは、ｉ）薬物と、ｉｉ）Ｎ−複素環ペンダントを含む第１のブロック・ポリマと、ｉｉｉ）カテコールペンダント基を含む第２のブロック・ポリマとを含む水分散性ナノ粒子組成物である。別段に明記のない限り、本明細書における用語「ナノ粒子」の使用は、上記３成分を含む粒子を意味する。ナノ粒子は、水中に分散されると０ナノメートルから１マイクロメートルの間の平均直径を有する。ナノ粒子の上記３成分は、互いに接触し、少なくとも非共有結合相互作用（たとえば疎水性結合、水素結合）によって結合している。カテコール基は、酸化もしくは重合またはその両方を行う傾向があるため、ナノ粒子の３成分は、可能性として非共有結合相互作用によって結合するものであってもよい。ナノ粒子は、医療において薬物を制御放出することができる。ナノ粒子は、ファウリング耐性（すなわち血清蛋白質と接触したとき凝集しにくい）もしくはマクロファージから感知されない性質またはその両方を有することができ、体内における「ステルス」特性を備える。ナノ粒子は、薬物の放出に関する高い選択性（すなわち標的細胞との接触の前に最小限の量の薬物を放出する）を示すことができる。これらの性質は、パクリタキセルおよびドキソルビシンなどの疎水性薬物の関与する薬物デリバリ用途にとって特に望ましい。

本明細書において、薬物は、医療において用いられるあらゆる生理活性物質であってよい。薬物は、ポリマ薬物および非ポリマ薬物を含む。ポリマ薬物は、医療において用いられる遺伝子およびタンパク質を含む。ナノ粒子は、１００ｇ／モルから約１，０００ｇ／モルのサイズ範囲の小分子量薬物と、約１，０００ダルトンから約１００，０００ダルトン以上のサイズ範囲のペプチドおよびタンパク質薬物などのより大きな高分子薬物との両方を含んでよい。

第１のブロック・ポリマおよび第２のブロック・ポリマは、生分解性もしくは生物適合性またはその両方であってよい。用語「生分解性」は、米国試験材料協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）により、生物活性、特に酵素作用によって引き起こされ、材料の化学構造を顕著に変化させる分解として定義されている。本明細書では、材料は、ＡＳＴＭ Ｄ６４００に従って１８０日以内に６０％生分解されるなら「生分解性」である。本明細書において、材料は、酵素によって触媒される反応によって分解（たとえば解重合）することができるなら、「酵素的に生分解性」である。

「生物適合性」材料は、本明細書においては、具体的な用途において適切な宿主応答を生じることができる材料として定義される。

第１のブロック・ポリマは、ｉ）「第１のＰＥＯブロック」と呼ばれるポリ（エチレンオキシド）ブロックと、ｉｉ）「第１のＰＣブロック」と呼ばれるポリカーボネート（ＰＣ）ブロックと、を含む。第１のＰＣブロックは、脂肪族カーボネート骨格部と、該骨格部と連結した側鎖とを有するカーボネート繰り返し単位を含む。側鎖は、芳香族窒素含有複素環を含む。この繰り返し単位は、「第１の繰り返し単位」と呼ばれる。第１のＰＥＯブロックは、約８０から約２００の重合度を有してよい。ポリ（エチレンオキシド）ブロックの末端は、いずれの適当な末端基（たとえばモノメチルポリ（エチレングリコール）（ｍＰＥＧ−ＯＨ）におけるメチル）であってもよい。

第１ブロック・ポリマは、式（１）

（式中、
ｕ’は、０から６の正の整数であり、
ｖ’は、０から６の正の整数であり、
ｕ’とｖ’とは、両方が０ではありえず、
ｎ’は、２から約５０の正の数であり、
ｍ’は、約８０から約２００の正の数であり、
Ｅ’は、水素と、１以上の炭素を含む官能基と、からなる群から選ばれた１価末端基であり、
Ｈ’は、電荷を持たない芳香族窒素含有複素環、芳香族窒素含有複素環の水素塩、芳香族窒素含有複素環のスルホベタイン付加体、およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれた官能基であり、
Ｌ’は、２以上の炭素を含む２価連結基であり、
Ｒ’は、水素と、１から６の炭素を含むアルキル基とからなる群から選ばれた１価ラジカルであり、
Ｗ’は、１から１０の炭素を含む１価末端基である）
による構造を有する。

分りやすくするために、式（１）の構造においてポリカーボネート鎖の「カルボニル端」と「ヒドロキシ端」とに表示を付けてある。好ましくは、図示されるようにＥ’がポリカーボネート鎖のヒドロキシ端と連結し、ＰＥＯブロックがポリカーボネート鎖のカルボニル端と連結する。

一実施形態において、ｕ’は、１であり、ｖ’は、１であり、Ｅ’は、水素であり、Ｒ’は、メチルであり、Ｗ’は、メチルである。

芳香族窒素含有複素環Ｈ’は、連結基Ｌ’によってポリカーボネート骨格と間接的に共有結合する。芳香族窒素含有複素環Ｈ’の非限定的な例は、置換もしくは非置換またはその両方のピロール類、インドール類、イソインドール類、イミダゾール類、ベンゾイミダール類、ピラゾール類、インダゾール類、ピリジン類、キノリン類、イソキノリン類、ピラジン類、キノキサリン類、ピリミジン類を含む。一実施形態において、窒素含有複素環は、イミダゾール類、ピリジン類、およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれる。種々の窒素含有複素環を含む第１の繰り返し単位は、第１のブロック・ポリマ中に単独でまたは組み合わされて存在してよい。

一実施形態において、Ｈ’を含む第１の繰り返し単位は、電荷を持たない。電荷を持たない芳香族窒素含有複素環の形は、複素環の遊離塩基の形である。

芳香族窒素含有複素環の水素塩は、負の電荷を有する対イオン（たとえば塩化物、臭化物、ヨウ化物）とイオン会合している窒素含有複素環のプロトン化形を指す。芳香族窒素含有複素環の種々の水素塩を含む第１の繰り返し単位が第１のブロック・ポリマ中に単独でまたは組み合わされて存在してよい。

窒素含有複素環のスルホベタイン付加体の非限定的な例は、

を含み、対応する芳香族アミンをプロパンスルトンと反応させることによって調製することができる。芳香族窒素含有複素環の種々のスルホベタイン付加体を含む第１の繰り返し単位が第１のブロック・ポリマ中に単独でまたは組み合わされて存在してよい。

好ましくは、第１のブロック・ポリマは、スルホベタイン付加体以外に４級窒素を含まない。一実施形態において、第１のブロック・ポリマは、スルホベタイン付加体以外の４級窒素を除外する。

Ｈ’を有する第１繰り返し単位は、式（２）

（式中、
ｕ’は、０から６の正の整数であり、
ｖ’は、０から６の正の整数であり、
ｕ’とｖ’とは、両方が０ではありえず、
Ｈ’は、電荷を持たない芳香族窒素含有複素環、芳香族窒素含有複素環の水素塩、芳香族窒素含有複素環のスルホベタイン付加体、およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれた官能基であり、
Ｌ’は、２以上の炭素を含む２価連結基であり、
Ｒ’は、水素と、１から６の炭素を含むアルキル基と、からなる群から選ばれた１価ラジカルである）
による構造を有する。

式（２）の星印の結合は、ポリカーボネート鎖の他の部分もしくは末端基またはその両方との付加点を表す。

より具体的な式（２）の第１繰り返し単位は、式（３）

（式中、
Ｄ’は、単結合、二価酸素（＊−Ｏ−＊）、または二価窒素（＊−ＮＨ−＊）であり、
Ｈ’は、電荷を持たない芳香族窒素含有複素環、芳香族窒素含有複素環の水素塩、芳香族窒素含有複素環のスルホベタイン付加体、およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれた官能基であり、
Ｌ^ａは、１以上の炭素を含む２価連結基であり、
Ｒ’は、水素と、１から６の炭素を含むアルキル基とからなる群から選ばれた１価ラジカルである）
による構造を有する。
なお、本明細書では、星印を付した結合（＊−）は、別の化学構造部分に付加する箇所を表す。

式（３）の第１の繰り返し単位の非限定的な例は、

を含む。

第１のブロック・ポリマは、式（３）の繰り返し単位を単独でまたは組み合わせて含んでよい。

第２のブロック・ポリマは、ｉ）「第２のＰＥＯブロック」と呼ばれるポリ（エチレンオキシド）ブロックと、ｉｉ）「第２のＰＣブロック」と呼ばれるポリカーボネート・ブロックと、を含む。第２のＰＣブロックは、脂肪族カーボネート骨格部分と、該骨格部分と連結した側鎖とを有するカーボネート繰り返し単位を含む。側鎖は、カテコール基を含む。この繰り返し単位は、「第２繰り返し単位」と呼ばれる。第２繰り返し単位のカテコール基は、側鎖によってポリカーボネート骨格と間接的に共有結合している。第２ＰＥＯブロックは、約８０から約２００の重合度を有してよい。第２ＰＥＯブロックの末端は、いずれの適当な末端基（たとえば、メチル）であってもよい。

第２ブロック・ポリマは、式（４）

（式中、
ｕ”は、０から６の正の整数であり、
ｕ”は、０から６の正の整数であり、
ｕ”とｖ”とは、両方が０であってはならず、
ｎ”は、２から約５０の正の数であり、
ｍ”は、約８０から約２００の正の数であり、
Ｅ”は、水素と、１つ以上の炭素を含む官能基と、からなる群から選ばれた１価末端基であり、
Ｃ”は、カテコール基を含む部分であり、
Ｌ”は、２以上の炭素を含む２価連結基であり、
Ｒ”は、水素と、１から６の炭素を含むアルキル基と、からなる群から選ばれた１価ラジカルであり、
Ｗ”は、１から１０の炭素を含む１価末端基である）
による構造を有する。

式（４）においてポリカーボネート鎖のカルボニル端とヒドロキシ端とに表示を付けてある。一実施形態において、ｕ”は、１であり、ｖ”は、１であり、Ｅ”は、水素であり、Ｒ”は、メチルである。

カテコール基を有する第２ＰＣブロックの第２繰り返し単位は、式（５）

（式中、
ｕ”は、０から６の正の整数であり、
ｖ”は、０から６の正の整数であり、
ｕ”とｖ”とは、両方が０ではありえず、
Ｃ”は、カテコール基を含む部分であり、
Ｌ”は、２以上の炭素を含む２価連結基であり、
Ｒ’は、水素と、１から６の炭素を含むアルキル基と、からなる群から選ばれた１価ラジカルである）
による構造を有する。

式（５）の星印の結合は、ポリカーボネート鎖の他の部分もしくは末端基またはその両方との付加点を表す。

より具体的な式（５）のカーボネート繰り返し単位は、式（６）

（式中、
Ｄ”は、単結合、２価酸素（＊−Ｏ−＊）、または２価窒素（＊−ＮＨ−＊）であり、
Ｃ”は、カテコール基を含む部分であり、
Ｌ^ｂは、１以上の炭素を含む２価連結基であり、
Ｒ”は、水素と、１から６の炭素を含むアルキル基と、からなる群から選ばれた１価ラジカルである）
の構造を有する。

式（６）の繰り返し単位の非限定的な例は、

を含む。

第２ブロック・ポリマは、式（６）の繰り返し単位を単独でまたは組み合わせて含んでよい。

開環重合（ＲＯＰ）
好ましくは、第１のブロック・ポリマおよび第２のブロック・ポリマは、環状カーボネートモノマーの有機触媒開環重合を含むプロセスによって調製され、環状カーボネートモノマーは、ＲＯＰ後に第一アミンで求核置換されてアミド基、カルバメート基、または尿素基をそれぞれ形成することができるペンタフルオロフェニルエステルペンダント基、ペンタフルオロフェニルカーボネート基、またはペンタフルオロフェニルカルバメート基を有する。

ＲＯＰの例は、ｉ）溶媒と、ｉｉ）活性なペンタフルオロフェニルエステルペンダント基、ペンタフルオロフェニルカーボネート基、またはペンタフルオロフェニルカルバメート基を有する第１の環状カーボネートモノマーと、ｉｉｉ）触媒と、ｉｖ）モノ求核ポリエーテル開始剤と、ｖ）任意選択の塩基性促進剤と、を含む反応混合物を攪拌し、それによってポリエーテルブロックと、ポリカーボネート・ブロックとを含み、ポリカーボネート・ブロックが活性なペンタフルオロフェニルペンダント基を有する初期ブロック・ポリマを形成することを含む。初期ブロック・ポリマは、別のＲＯＰを開始することができる活性末端基（ヒドロキシル基）を含む。活性末端基は、末端修飾して（たとえばヒドロキシル基を無水酢酸でアシル化することによって）ポリカーボネート鎖を安定化する（たとえばバックバイティング鎖切断反応（ｂａｃｋｂｉｔｉｎｇ ｃｈａｉｎ ｓｃｉｓｓｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）から）か、もしくは望ましい末端官能基（たとえば細胞認識基）を導入するか、またはその両方を行ってよい。一実施形態において、初期ブロック・ポリマのポリカーボネート・ブロックのヒドロキシ末端は、修飾されない。

初期ブロック・ポリマは、第１のブロック・ポリマと、第２のブロック・ポリマとの調製における共通中間体であってもよい。この場合、ｉ）活性ペンタフルオロフェニル基を置換することができる求核基と、ｉｉ）芳香族窒素含有複素環とを含む第１の化合物で初期ブロック・ポリマを処理すると第１のブロック・ポリマが得られる。別の反応において、ｉ）活性ペンタフルオロフェニル基を置換することができる求核基と、ｉｉ）カテコール基（たとえばドーパミン）と、を含む第２の化合物で初期ブロック・ポリマを処理すると第２のブロック・ポリマが得られる。

環状カルボニルモノマー
活性ペンタフルオロフェニル基を有する環状カーボネートモノマーの非限定的な例は、

を含む。ＭＴＣ−ＯＣ６Ｆ５は、第１アミンと反応してアミドを形成することができるペンタフルオロフェニルエステルペンダントを有する。ＴＭＣＰＦＰは、第１アミンと反応してカルバメート（ウレタン）を形成することができるペンタフルオロフェニルカーボネートペンダント基を有する。ＴＭＣＵＰＦＰは、第１アミンと反応して尿素を形成することができるペンタフルオロフェニルカルバメートペンダント基を有する。上記環状カーボネートは、単独でまたは組み合わせて用いてよい。

ＲＯＰ反応混合物は、環状カーボネートモノマー、環状エステルモノマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれた１種以上の追加の環状カルボニルモノマーを含むことができる。これらの希釈剤モノマーは、第１のブロック・ポリマの疎水性または他の特性を調節するために使用することができる。したがって、初期ブロック・ポリマもしくは第１のブロック・ポリマもしくは第２のブロック・ポリマまたはそれらのうち２種類以上のポリカーボネート・ブロックは、活性ペンタフルオロフェニル基を有する第１のカーボネートモノマーのホモポリマまたは第１の環状カーボネートモノマーのランダム・コポリマであってよい。たとえば、コポリマは、環状カーボネートモノマーの混合物から調製されるポリカーボネート・コポリマ、または環状カーボネートと環状エステルモノマーとの混合物から調製されるポリエステルカーボネート共重合体であってよい。

コポリマを生成させるための希釈剤環状カルボニルモノマーの例は、表１に挙げる環状カーボネートおよび環状エステルモノマーを含む。

開始剤
一般に、ＲＯＰ開始剤は、アルコール、アミンおよびチオールなどの求核試薬を含む。第１のブロック・ポリマおよび第２のブロック・ポリマを調製するために用いられるＲＯＰのための開始剤は、好ましくは、モノ求核ポリエーテル開始剤である。第１のブロック・ポリマおよび第２のブロック・ポリマは、同じポリエーテル開始剤または異なるポリエーテル開始剤を用いて調製してよい。より具体的なポリエーテル開始剤は、１つの開始部位（たとえば末端ヒドロキシ基）を有するモノ末端保護ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）を含む。あるいは、ポリエーテル開始剤は、商品名ＰＥＧ−アミンとして知られる末端第１アミン基を有するポリ（エチレンオキシド）であってよい。ポリエーテル開始剤は、第１のＰＥＯブロックもしくは第２のＰＥＯブロックまたはその両方への前駆体であってよい。

モノ末端保護ポリ（エチレングリコール）の非限定的な例は、モノ−メチルポリ（エチレングリコール）（ｍＰＥＧ−ＯＨ）

である。下付き記号ｍは、約５０から約２００、より好ましくは約８０から約１５０、もっとも好ましくは約８０から約１２０の範囲の値を有することができる。

触媒
ＲＯＰ反応混合物は、１種以上の触媒を含んでよい。ＲＯＰ触媒は、環状カルボニルモノマーに対して１／２０から１／４０，０００モル、好ましくは１／１００から１／２０，０００モルの比率で加えられる。

活性ペンタフルオロフェニル基を有する環状カーボネートモノマーの開環重合のための触媒は、好ましくは、金属を含まない酸（たとえばトリフル酸ＣＦ_３ＳＯ_３Ｈ）である。金属を含まない他のＲＯＰ触媒は、少なくとも１つの１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン−２−オール−２−イル（ＨＦＰ）基を含む水素結合触媒

を含む。

単一供与型の水素結合触媒は、式（Ｃ−１）

を有する。

Ｒ^２は、水素、または１から２０の炭素を有する１価ラジカル、たとえばアルキル基、置換アルキル基、シクロアルキル基、置換シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、置換ヘテロシクロアルキル基、アリール基、置換アリール基、またはそれらの組み合わせを表す。表２に単一供与型水素結合触媒の例を挙げる。

二重供与型水素結合触媒は、２つのＨＦＰ基を有し、一般式（Ｃ−２）

によって表される。Ｒ^３は、１から２０の炭素を含む２価ラジカル架橋基、たとえばアルキレン基、置換アルキレン基、シクロアルキレン基、置換シクロアルキレン基、ヘテロシクロアルキレン基、置換ヘテロシクロアルキレン基、アリーレン基、置換アリーレン基、またはそれらの組み合わせである。式（Ｃ−２）の代表的な二重水素結合触媒は、表３に挙げたものを含む。具体的な実施形態において、Ｒ^２は、アリーレンまたは置換アリーレン基であり、ＨＦＰ基は、芳香環において互いにメタ位を占める。

また、予想されるのは、担体に結合したＨＦＰ含有基を含む触媒である。一実施形態において、担体は、ポリマ、架橋ポリマビーズ、無機粒子、または金属粒子を含む。ＨＦＰ含有ポリマは、ＨＦＰ含有モノマー（たとえばメタクリレートモノマー３，５−ＨＦＡ−ＭＡまたはスチリルモノマー３，５−ＨＦＡ−Ｓｔ）の直接重合を含む公知の方法によって形成することができる。直接重合（またはコモノマーとの重合）を行うことができるＨＦＰ含有モノマー中の官能基は、アクリレート、メタクリレート、α，α，α−トリフルオロメタクリレート、α−ハロメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ノルボルネン、ビニル、ビニルエーテル、および当分野において公知の他の基を含む。

別のＲＯＰ触媒は、Ｎ−ビス（３，５−トリフルオロメチル）フェニル−Ｎ’−シクロヘキシル−チオ尿素（ＴＵ）である。

触媒および促進剤は、同じ化合物、たとえば１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン（ＤＢＵ）であってよい。

促進剤
ＨＦＰ含有触媒を用いて行われるＲＯＰは、一般に、促進剤、詳しくは窒素塩基を含む。酸触媒（たとえばトリフル酸）によって触媒されるＲＯＰは、窒素塩基性促進剤を使用しないで行われる。

窒素塩基性促進剤の例は、下記に挙げられ、ピリジン（Ｐｙ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノシクロヘキサン（Ｍｅ_２ＮＣｙ）、４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）、ｔｒａｎｓ−１，２−ビス（ジメチルアミノ）シクロヘキサン（ＴＭＣＨＤ）、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン（ＤＢＵ）、１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デカ−５−エン（ＴＢＤ）、７−メチル−１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デカ−５−エン（ＭＴＢＤ）、(−)−スパルテイン、（Ｓｐ）１，３−ビス（２−プロピル）−４，５−ジメチルイミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−１）、１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）イミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−２）、１，３−ビス（２，６−ジ−ｉ−プロピルフェニル（イミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−３）、１，３−ビス（１−アダマンチル）イミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−４）、１，３−ジ−ｉ−プロピルイミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−５）、１，３−ジ−ｔ−ブチルイミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−６）、１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）−４，５−ジヒドロイミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−７）、１，３−ビス（２，６−ジ−ｉ−プロピルフェニル）−４，５−ジヒドロイミダゾール−２−イリデン、１，３−ビス（２，６−ジ−ｉ−プロピルフェニル）−４，５−ジヒドロイミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−８）または表４に示されているそれらの組み合わせを含む。

用いられるとき、促進剤は、好ましくは、たとえば（−）−スパルテインの構造におけるようにそれぞれがルイス塩基として参加することができる２つまたは３つの窒素を有する。一般に、強い塩基ほど重合速度を向上させる。

溶媒
ＲＯＰ用溶媒の例は、ジクロロメタン、クロロホルム、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ベンゾトリフルオリド、石油エーテル、アセトニトリル、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、２，２，４−トリメチルペンタン、シクロヘキサン、ジエチルエーテル、ｔ−ブチルジメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、または前記溶媒の１種を含む組み合わせを含む。反応混合物中の環状カルボニルモノマー濃度は、リットルあたり約０．１から５モル、より具体的にはリットルあたり約０．２から４モルである。

ＲＯＰは、ほぼ周囲温度またはそれより高い、より具体的には１５℃から約５０℃、より具体的には２０℃から３０℃の温度で行うことができる。反応時間は、溶媒、温度、撹拌速度、圧力および装置によって変わるが、一般に、重合は、１から１００時間以内に完了する。

重合は、不活性（すなわち無水）雰囲気において１００から５００ＭＰａ（１から５気圧）の圧力、より典型的には１００から２００ＭＰａ（１から２気圧）の圧力で行われる。反応が完了したら、溶媒は減圧を用いて除去することができる。

用いられるとき、窒素塩基性促進剤は、環状カルボニルモノマーの全モル数を基準として０．１から５．０モル％、０．１から２．５モル％、０．１から１．０モル％、または０．２から０．５モル％の量でＲＯＰ反応混合物中に存在する。

開始剤の量は、開始剤中の求核開始基（たとえばアルコール基）あたりの当量分子量にもとづいて計算される。開始基は、環状カルボニルモノマーの全モル数を基準として０．００１から１０．０モル％、０．１から２．５モル％、０．１から１．０モル％、０．２から０．５モル％の量で存在する。たとえば、開始剤の分子量が１００ｇ／モルであり、開始剤が２つのヒドロキシル基を有するなら、ヒドロキシル基あたりの当量分子量は、５０ｇ／モルである。重合がモノマーのモルあたり５モル％のヒドロキシル基を必要とするなら、開始剤の量は、モノマーのモルあたり０．０５×５０＝２．５ｇである。

ＨＦＰ触媒が用いられるときＨＦＰ触媒は、開始剤の求核基あたりの当量分子量を基準としてＲＯＰ反応混合物中に約０．２から２０モル％の量で存在し、窒素塩基性促進剤は、０．１から５．０モル％の量で存在し、開始剤のヒドロキシル基は、０．１から５．０モル％の量で存在する。

第１のブロック・ポリマは、サイズ排除クロマトグラフィーによって定量して少なくとも２５００ｇ／モル、より具体的には４０００ｇ／モルから１５００００ｇ／モル、さらに具体的には１００００ｇ／モルから５００００ｇ／モルの数平均分子量Ｍｎを有してよい。一実施形態において、第１のブロック・ポリマは、１００００から２００００ｇ／モルの数平均分子量Ｍｎを有する。第１のブロック・ポリマは、一般に１．０１から１．３５、より具体的には１．１から１．３０、さらに具体的には１．１から１．２５の狭い多分散度（ＰＤＩ）を有することができる。

第２のブロック・ポリマは、サイズ排除クロマトグラフィーによって定量して少なくとも２５００ｇ／モル、より具体的には４０００ｇ／モルから１５００００ｇ／モル、さらに具体的には１００００ｇ／モルから５００００ｇ／モルの数平均分子量Ｍｎを有してよい。一実施形態において、第２のブロック・ポリマは、１００００から２００００ｇ／モルの数平均分子量Ｍｎを有する。第２のブロック・ポリマは、一般に１．０１から１．３５、より具体的には１．１から１．３０、さらに具体的には１．１から１．２５の狭い多分散度（ＰＤＩ）を有することができる。

ミセル形成
本明細書において、用語「ミセル」および「混合ミセル」は、薬物を含まない。第１のブロック・ポリマおよび第２のブロック・ポリマは、個別に（単独で）水に溶解するとそれぞれミセルを形成することができる。第１のブロック・ポリマおよび第２のブロック・ポリマは、一緒に水に溶解すると混合ミセルを形成することができ、所定の混合ミセル粒子が少なくとも非共有結合相互作用によって結合した両方のポリマを含むことを意味する。

薬物充填の前に、混合ミセルは、約２０ｎｍから約５００ｎｍの平均粒径（平均円直径）および約０．０６から約０．５０の多分散度を有する。薬物充填の前に、混合ミセルは、０％から２０％、０％から１５％、０％から１０％、０％から５％、０％から２％、またはより詳しくは０％から１％の細胞毒性を誘導することができる。一実施形態において、混合ミセルは、細胞毒性を示さない。

薬物充填混合ミセル（ナノ粒子）
混合ミセルを含有する水溶液を、水と相溶性の有機溶媒（たとえばＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）に溶解した薬物を含有する第２の溶液と、撹拌しながら一緒にすることによって、混合ミセルに薬物、より具体的には疎水性薬物を充填することができる。結果として得られる混合物から有機溶媒を除去する（たとえば透析によって）と、薬物充填混合ミセル、または単にナノ粒子、が得られる。得られたナノ粒子は、薬物と、第１のブロック・ポリマと、第２のブロック・ポリマとを共に接触させて含み、それらは少なくとも非共有結合相互作用によって結合している。ナノ粒子は、水を除去することによって（たとえば凍結乾燥によって）、水分散性固体粒子として単離することができる。一実施形態において、薬物は、ドキソルビシンである。

ナノ粒子のカテコール基は、既知のカテコール反応によれば自発酸化もしくは重合またはその両方を行うことができる（たとえばドーパミンは基板表面に配置されると容易にポリドーパミンを形成する）可能性がある。下記の実施例においては、カテコール基の副反応の可能性を最小にすることも、形成される化学副産物をキャラクタリゼーションすることもしなかった。したがって、ナノ粒子のカテコール基は、カテコール、酸化されたカテコール（キノン）、重合したカテコール、重合したキノン、または前記官能基のいずれかの組み合わせとして存在する可能性がある。カテコール副反応が起り得るとすれば、ナノ粒子は、カテコール基のカップリングから生じる第２のブロック・ポリマの架橋された形態を含む可能性がある。架橋度をキャラクタリゼーションすることはしなかった。結果として得られるナノ粒子の化学構造は複雑なものになる可能性があるため、ナノ粒子組成は、別段に指示のない限り、ナノ粒子を調製するために用いた原材料にもとづいて記載される。

ナノ粒子は、好ましくは、５．０から８．０のｐＨにおいて約２０ｎｍから約７００ｎｍの平均粒径（平均円直径）を有する。ナノ粒子は、約０．２から約０．５のサイズ多分散性を有してよい。

さらに開示されるのは、細胞を、開示されたナノ粒子を含む水性混合物と接触させることを含む、細胞を処理する方法である。生物的に活性なカーゴ（ｃａｒｇｏ）は、単一の薬物または薬物の混合物を含んでよい。細胞は、ｉｎ ｖｉｔｒｏ、ｅｘ ｖｉｖｏまたはｉｎ ｖｉｖｏで接触させてよい。

ナノ粒子の薬物の重量パーセント（ｗｔ％）と、第１のブロック・ポリマのｗｔ％と、第２のブロック・ポリマのｗｔ％との和は、１００ｗｔ％に等しい。ここで、重量パーセント（ｗｔ％）は、ナノ粒子の全乾燥重量を基準とする。これらの条件の下で、ナノ粒子は、ナノ粒子の全乾燥重量を基準として薬物を約０．１ｗｔ％から約３０ｗｔ％、より具体的には約３．０ｗｔ％から約２０ｗｔ％の量で含んでよい。

ナノ粒子は、ナノ粒子の全乾燥重量を基準として第１のブロック・ポリマを約１０ｗｔ％から約９０ｗｔ％、好ましくは約３０ｗｔ％から約６０ｗｔ％の量で含んでよい。

ナノ粒子は、ナノ粒子の全乾燥重量を基準として第２のブロック・ポリマを約１０ｗｔ％から約９０ｗｔ％、好ましくは約３０ｗｔ％から約６０ｗｔ％の量で含んでよい。

薬物
タンパク質薬物の例は、ペプチドホルモン、たとえばインシュリン、グルカゴン、副甲状腺ホルモン、カルシトニン、バソプレッシン、レニン、プロラクチン、成長ホルモン；絨毛性ゴナドトロピン、卵胞刺激ホルモン、甲状腺刺激ホルモン、および黄体形成ホルモンを含む生殖腺刺激ホルモン；生理的に活性な酵素、たとえばトランスフェラーゼ、ヒドロラーゼ、リアーゼ、イソメラーゼ、ホスファターゼ、グリコシダーゼ、スーパーオキシドジスムターゼ、第ＶＩＩＩ因子、プラスミノーゲンアクチベーター；およびタンパク質因子、たとえば上皮成長因子、インシュリン様成長因子、腫瘍壊死因子、変換成長因子、線維芽細胞成長因子、血小板由来成長因子、エリスロポイエチン、コロニー形成刺激因子、骨形成タンパク質、インターロイキンおよびインターフェロンを含むその他の治療薬剤を含む。非タンパク質高分子の例は、多糖、核酸ポリマ、およびビンブラスチン、ビンクリスチン、タキソールなどの植物産物を含む治療用二次代謝物を含む。

他の薬物は、アスピリン、ジフルニサル、ジクロフェナク、アセクロフェナク、アセメタシン、エトドラク、インドメタシン、スリンダック、トルメチン、イブプロフェン、カルプロフェン、フェンブフェン、フェノプロフェン、フルルビプロフェン、ケトプロフェン、ケトロラック、ロキソプロフェン、ナプロキセン、オキサプロジン、チアプロフェン酸、スプロフェン、メフェナム酸、メクロフェナム酸、ルミラコキシブ、オキシフェンブタゾン、ピロキシカム、ロルノキシカム、メロキシカムおよびテノキシカムを含む。ステロイド抗炎症薬は、ヒドロコルチゾン、プレドニゾン、プレドニゾロン、メチルプレドニゾロン、デキサメタゾン、ベタメタゾン、トリアムシノロン、ベクロメタゾン、酢酸フルドロコルチゾンおよびアルドステロンを含む。化学療法薬は、ドキソルビシンおよびＤＮＡアルキル化剤、たとえばメルファラン、クロラムブシル、ダカルバジン、テモゾロマイドおよびストレプトゾトシンを含む。代謝抵抗薬物は、メトトレキセート、ペメトレキセド、ラルチトレキセド、チオグアニン、フルダラビン、ペントスタチン、クラドリビン、フロクスウリジンおよびゲムシタビンを含む。アルカロイド薬物は、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビノレルビン、ビンデシンおよびトポイソメラーゼを含む。阻害剤は、エトポシド、テニポシド、イリノテカンおよびトポテカンを含む。タキサンは、パクリタキセルおよびドセタキセルを含む。抗血液凝固物質は、ワーファリン、アセノクマロール、フェンプロクモン、アルガトロバンおよびキシメラガトランを含む。

市販の薬物のさらに他の例は、１３−ｃｉｓ−レチノイン酸、２−ＣｄＡ、２−クロロデオキシアデノシン、５−アザシチジン、５−フルオロウラシル、５−ＦＵ、６−メルカプトプリン、６−ＭＰ、６−ＴＧ、６−チオグアニン、アブラキサン、アキュテイン（登録商標）、アクチノマイシンＤ、アドリアマイシン（登録商標）、アドルシル（登録商標）、アフィニトール（登録商標）、アグリリン（登録商標）、アラ−コート（登録商標）、アルデスロイキン、アレムツズマブ、アリムタ、アリトレチノイン、アルカバン−ＡＱ（登録商標）、アルケラン（登録商標）、ａｌｌ ｔｒａｎｓ−レチノイン酸、α−インターフェロン、アルトレタミン、アメトプテリン、アミホスチン、アミノグルテチミド、アナグレリド、アナンドロン（登録商標）、アナストロゾール、アラビノシルシトシン、アラ−Ｃ、アラネスプ（登録商標）、アレディア（登録商標）、アリミデックス（登録商標）、アロマシン（登録商標）、アラノン（登録商標）、三酸化ヒ素、アスパラギナーゼ、ＡＴＲＡ、アバスチン（登録商標）、アザシチジン、ＢＣＧ、ＢＣＮＵ、ベンダムスチン、ベバシズマブ、ベキサロテン、ベクサール（登録商標）、ビカルタミド、ＢｉＣＮＵ、ブレノキサン（登録商標）、ブレオマイシン、ボルテゾミブ、ブスルファン、ブスルフェックス（登録商標）、Ｃ２２５、カルシウムロイコボリン、キャンパス（登録商標）、カンプトサー（登録商標）、カンプトセシン−１１、カペシタビン、カラック（商標）、カルボプラチン、カルムスチン、カルムスチンウエハ、カソデックス（登録商標）、ＣＣ−５０１３、ＣＣＩ−７７９、ＣＣＮＵ、ＣＤＤＰ、シーヌ、セルビジン（登録商標）、セツキシマブ、クロラムブシル、シスプラチン、シトロボラム因子、クラドリビン、コルチゾン、コスメゲン（登録商標）、ＣＰＴ−１１、シクロホスファミド、シタドレン（登録商標）、シタラビン、シタラビンリポソーム、サイトサール−Ｕ（登録商標）、シトキサン（登録商標）、ダカルバジン、ダコゲン、ダクチノマイシン、ダルベポエチンアルファ、ダサチニブ、ダウノマイシン、ダウノルビシン、塩酸ダウノルビシン、ダウノルビシンリポソーム、ダウノキソーム（登録商標）、デカドロン、デシタビン、デルタ−コルテフ（登録商標）、デルタソン（登録商標）、デニロイキンジフチトックス、デポサイト（商標）、デキサメタゾン、酢酸デキサメタゾン、デキサメタゾンリン酸ナトリウムデキサソン、デクスラゾキサン、ＤＨＡＤ、ＤＩＣ、ディオデックス、ドセタキセル、ドキシル（登録商標）、ドキソルビシン、ドキソルビシンリポソーム、ドロキシア（商標）、ＤＴＩＣ、ＤＴＩＣ−ドーム（登録商標）、デュラロン（登録商標）、エフデックス（登録商標）、エリガード（商標）、エレンセ（商標）、エロキサチン（商標）、エルスパル（登録商標）、エムサイト（登録商標）、エピルビシン、エポエチンアルファ、アービタックス、エルロチニブ、エルウィニアＬ−アスパラギナーゼ、エストラムスチン、エチヨル、エトポホス（登録商標）、エトポシド、エトポシドリン酸、オイレキシン（登録商標）、エベロリムス、エビスタ（登録商標）、エクセメスタン、フェアストン（登録商標）、ファスロデックス（登録商標）、フェマーラ（登録商標）、フィルグラスチム、フロクスウリジン、フルダラ（登録商標）、フルダラビン、フルオロプレックス（登録商標）、フルオロウラシル、フルオロウラシル（クリーム）、フルオキシメステロン、フルタミド、フォリン酸、ＦＵＤＲ（登録商標）、フルベストラント、Ｇ−ＣＳＦ、ゲフィチニブ、ゲムシタビン、ゲムツズマブオゾガマイシン、ゲムザール、グリベック（商標）、グリアデル（登録商標）ウエハ、ＧＭ−ＣＳＦ、ゴセレリン、顆粒球コロニー刺激因子、顆粒球単球コロニー刺激因子、ハロテスチン（登録商標）、ハーセプチン（登録商標）、ヘキサドロール、ヘキサレン（登録商標）、ヘキサメチルメラミン、ＨＭＭ、ハイカムチン（登録商標）、ハイドレア（登録商標）、酢酸ヒドロコート（登録商標）、ヒドロコルチゾン、リン酸ナトリウムヒドロコルチゾン、コハク酸ナトリウムヒドロコルチゾン、リン酸ヒドロコルトン、ヒドロキシ尿素、イブリツモマブ、イブリツモマブチウキセタンイダマイシン（登録商標）、イダルビシン、Ｉｆｅｘ（登録商標）、ＩＦＮ−アルファイホスファミド、ＩＬ−１１ ＩＬ−２イマチニブメシレート、イミダゾールカルボキサミドインターフェロンアルファ、インターフェロンアルファ−２ｂ（ＰＥＧ共役体）、インターロイキン−２、インターロイキン−１１、イントロンＡ（登録商標）（インターフェロンアルファ−２ｂ）、イレッサ（登録商標）、イリノテカン、イソトレチノイン、イキサベピロン、イクセンプラ（商標）、Ｋキドロラーゼ（ｔ）、ラナコート（登録商標）、ラバチニブ、Ｌ−アスパラギナーゼ、ＬＣＲ、レナリドミド、レトロゾール、ロイコボリン、リューケラン、リューカイン（商標）、ロイプロリド、ロイロクリスチン、ロイスタチン（商標）、リポソームアラ−Ｃ、液体プレッド（登録商標）、ロムスチン、Ｌ−ＰＡＭ、Ｌ−サルコリシン、ループロン（登録商標）、ループロンデポ（登録商標）、マチュレーン（登録商標）、マキシデックス、メクロレタミン、塩酸メクロレタミン、メドラロン（登録商標）、メドロール（登録商標）、メガース（登録商標）、メゲストロール、酢酸メゲストロール、メルファラン、メルカプトプリン、メスナ、メスネックス（商標）、メトトレキセート、メトトレキセートナトリウム、メチルプレドニゾロン、メチコルテン（登録商標）、マイトマイシン、マイトマイシン−Ｃ、ミトキサントロン、Ｍ−プレドニゾル（登録商標）、ＭＴＣ、ＭＴＸ、マスタージェン（登録商標）、ムスチンムタマイシン（登録商標）、マイルラン（登録商標）、マイロセル（商標）、マイロターグ（登録商標）、ナベルビン（登録商標）、ネララビン、ネオサール（登録商標）、ニューラスタ（商標）、ニューメガ（登録商標）、ニューポジェン（登録商標）、ネクサバール（登録商標）、ニランドロン（登録商標）、ニルタミド、ニペント（登録商標）、ナイトロジェンマスタード、ノルバデックス（登録商標）、ノバントロン（登録商標）、オクトレオチド、酢酸オクトレオチド、オンコスパー（登録商標）、オンコビン（登録商標）、オンタック（登録商標）、オンキサル（商標）、オプレベルキン、オプラプレッド（登録商標）、オラソン（登録商標）、オキサリプラチン、パクリタキセル、タンパク質結合パクリタキセル、パミドロネート、パニツムマブ、パンレチン（登録商標）、パラプラチン（登録商標）、ペディアプレッド（登録商標）、ＰＥＧインターフェロン、ペグアスパルガーゼ、ペグフィルグラスチム、ＰＥＧ−イントロン（商標）、ＰＥＧ−Ｌ−アスパラギナーゼ、ペメトレキセド、ペントスタチン、フェニルアラニンマスタード、プラチノール（登録商標）、プラチノール−ＡＱ（登録商標）、プレドニゾロン、プレドニゾン、プレロン（登録商標）、プロカルバジン、プロクリット（登録商標）、プロリュウキン（登録商標）、カルムスチンインプラントを有するプロリフェプロスパン２０、プリナソール（登録商標）、ラロキシフェン、レブラミド（登録商標）、リウマトレックス（登録商標）、リツキサン（登録商標）、リツキシマブ、ロフェロン−Ａ（登録商標）（インターフェロンアルファ−２ａ）ルベックス（登録商標）、塩酸ルビドマイシン、サンドスタチン（登録商標）、サンドスタチンＬＡＲ（登録商標）、サルグラモスチム、ソル−コルテフ（登録商標）、ソル−メドロール（登録商標）、ソラフェニブ、スプリセル（商標）、ＳＴＩ−５７１、ストレプトゾシン、ＳＵ１１２４８、スニチニブ、スーテント（登録商標）、タモキシフェン、タルセバ（登録商標）、タルグレチン（登録商標）、タキソール（登録商標）、タキソテール（登録商標）、テモダール（登録商標）、テモゾロミド、テムシロリムス、テニポシド、ＴＥＳＰＡ、サリドマイド、サロミド（登録商標）、セラシス（登録商標）、チオグアニン、チオグアニンタブロイド（登録商標）、チオホスホアミド、チオプレックス（登録商標）、チオテパ、ＴＩＣＥ（登録商標）、トポサール（登録商標）、トポテカン、トレミフェン、トーリセル（登録商標）、トシツモマブ、トラスツズマブ、トレアンダ（登録商標）、トレチノイン、トレックサール（商標）、トリセノックス（登録商標）、ＴＳＰＡ、ＴＹＫＥＲＢ（登録商標）、ＶＣＲ、ベクティビックス（商標）、ベルバン（登録商標）、ベルケード（登録商標）、ベプシド（登録商標）、ベサノイド（登録商標）、ビアヅール（商標）、ビダーザ（登録商標）、ビンブラスチン、硫酸ビンブラスチン、ビンカサールＰｆｓ（登録商標）、ビンクリスチン、ビノレルビン、酒石酸ビノレルビン、ＶＬＢ、ＶＭ−２６、ボリノスタット、ＶＰ−１６、ブモン（登録商標）、キセローダ（登録商標）、ザノサー（登録商標）、ゼバリン（商標）、ザインカード（登録商標）、ゾラデックス（登録商標）、ゾレドロン酸、ゾリンザおよびゾメタを含む。

上記のナノ粒子で処理することができる細胞の種類について制約はない。具体的には、細胞は、真核細胞、哺乳類細胞、より具体的には、齧歯類もしくはヒト細胞またはその両方であってよい。細胞は、胚外または胚性幹細胞、全能性または多能性、***性または非***性、柔組織または上皮組織、不死化または形質転換などを含むさまざまな組織から誘導することができる。細胞は、幹細胞または分化細胞であってよい。分化した細胞の型としては、脂肪細胞、線維芽細胞、筋細胞、心筋細胞、内皮細胞、樹状細胞、神経細胞、グリア、肥満細胞、血液細胞および白血球（たとえば、赤血球、巨核球細胞、Ｂ、Ｔおよびナチュラルキラー細胞などのリンパ球、マクロファージ、好中球、好酸球、好塩基球、血小板、顆粒白血球）、上皮細胞、表皮細胞、軟骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞、肝細胞、および内分泌腺または外分泌腺の細胞、ならびに感覚細胞が挙げられる。

ナノ粒子は、非ウイルス型トランスフェクション・ベクターとして用いることができる。標的遺伝子は、いかなる具体的な型の標的遺伝子にもヌクレオチド配列にも限定されない。たとえば、標的遺伝子は、細胞性遺伝子、内因性遺伝子、腫瘍遺伝子、導入遺伝子、または翻訳ＲＮＡおよび非翻訳ＲＮＡを含むウイルス遺伝子であってよい。可能な標的遺伝子の例は、転写因子および発生遺伝子（たとえば、接着分子、サイクリン依存性キナーゼ阻害剤、Ｗｎｔファミリー・メンバー、Ｐａｘファミリー・メンバー、Ｗｉｎｇｅｄファミリー・メンバー、Ｈｏｘファミリー・メンバー、サイトカイン／リンフォカインおよびそれらの受容体、成長／分化因子およびそれらの受容体、神経伝達物質およびそれらの受容体）；腫瘍遺伝子（たとえばＡＢＬＩ、ＢＣＬＩ、ＢＣＬ２、ＢＣＬ６、ＣＢＦＡ２、ＣＢＬ、ＣＳＦＩＲ、ＥＲＢＡ、ＥＲＢＢ、ＥＲＢＢ２、ＥＴＳＩ、ＥＴＶ６、ＦＧＲ、ＦＯＳ、ＦＹＮ、ＨＣＲ、ＨＲＡＳ、ＪＵＮ、ＫＲＡＳ、ＬＣＫ、ＬＹＮ、ＭＤＭ２、ＭＬＬ、ＭＹＢ、ＭＹＣ、ＭＹＣＬＩ、ＭＹＣＮ、ＮＲＡＳ、ＰＩＭＩ、ＰＭＬ、ＲＥＴ、ＳＫＰ２、ＳＲＣ、ＴＡＬＩ、ＴＣＬ３およびＹＥＳ）；腫瘍抑制遺伝子（たとえば、ＡＰＣ、ＢＲＡＩ、ＢＲＣＡ２、ＣＴＭＰ、ＭＡＤＨ４、ＭＣＣ、ＮＦＩ、ＮＦ２、ＲＢＩ、ＴＰ５３およびＷＴＩ）；および酵素（たとえば、ＡＣＰデサチュラーゼおよびヒドロキシラーゼ、ＡＤＰグルコースピロホリラーゼ、ＡＴＰアーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、アミラーゼ、アミログルコシダーゼ、カタラーゼ、シクロオキシゲナーゼ、デカルボキシラーゼ、デキストリナーゼ、ＤＮＡおよびＲＮＡポリメラーゼ、ガラクトシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、ＧＴＰアーゼ、ヘリカーゼ、インテグラーゼ、インスリナーゼ、インベルターゼ、イソメラーゼ、キナーゼ、ラクターゼ、リパーゼ、リポキシゲナーゼ、リゾチーム、ペルオキシダーゼ、ホスファターゼ、ホスホリパーゼ、ホスホリラーゼ、プロテイナーゼおよびペプチダーゼ、ＲＮＡ成分もしくはタンパク質成分またはその両方を含むリコンビナーゼ、逆転写酵素、テロメラーゼ、およびトポイソメラーゼ）を含む。

ポリ（スルホベタイン）は、ホスファチジルコリン系生体膜を模することができる可能性のあるポリ双性イオンである。これらのポリマは、一般に、高度に吸湿性であり、水性媒質に溶解すると分子鎖が水分子の鞘によって囲まれる傾向があり、ｉｎ ｖｉｖｏのステルス特性で知られているポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）系の場合のように、細胞接着および抗体オプソニン作用に対する抵抗性を増加させることができる。本開示のポリカーボネート系ポリ（スルホベタイン）は、低分子量ＰＥＯブロックを利用し、毒性問題につながりかねない生物蓄積を低下させることができるインビボ生分解性によって先行技術のＰＥＧ系より有利である。したがって、本発明において合成したポリ（スルホベタイン）は、生物適合性および血液適合性の耐ファウリング材料ならびにタンパク質デリバリ剤などの利用において生分解性ＰＥＧ代替物として魅力的である。

また、開示されるのは、Ｎ−複素環ペンダントを有するポリカーボネートの４級化誘導体である。アルキル化剤によるＮ−複素環の４級化によって高度に水溶性の高分子電解質が得られる。結果として得られる４級化Ｎ−複素環ポリマは、正電荷を有する側鎖がアニオン性の細菌細胞膜を崩壊させることができるため、生分解性抗菌剤として用いることができる可能性がある。この合成はモジュール方式であることから、多数の異なるアルキル化剤（たとえばヨウ化メチル、臭化ベンジルまたはさまざまな鎖長の他のハロゲン化アルキル）を使用することが可能になる。

また、開示されるのは、Ｎ−複素環ペンダントを有するポリカーボネートの部分４級化誘導体である。準化学量論量のアルキル化剤を用いる部分４級化は、「プロトン−スポンジ」効果によるＲＮＡ／ＤＮＡトランスフェクションに有用となりうるポリマを作り出すことができる可能性がある。原理上、これらのポリカーボネートは、その正電荷を有するペンダント環を用いて負電荷を有するポリヌクレオチド鎖とクーロン引力によって結合し、結果として得られる「ポリプレックス」は、エンドサイトーシスによって細胞に入ることになる。４級化されておらず電荷を持たないＮ−複素環ペンダントによって付与されるポリマの多大な緩衝能は、細胞内輸送時のリソソームヌクレアーゼの作用を阻害するだけでなく、ｖ−ＡＴＰアーゼプロトンポンプによって供給されるプロトンを（「スポンジ」のように）捕捉することもできる可能性がある。長期にわたるプロトン捕捉は、エンドソームが溶解し、それによってカプセル化ポリ／オリゴヌクレオチドのカーゴを細胞核へ供給するために放出する点まで、エンドソームのモル浸透圧濃度を変えることができる。したがって、部分４級化Ｎ−複素環含有ポリカーボネートは、生分解性遺伝子デリバリビヒクルの可能性をもたらす。

以下の実施例は、Ｎ−複素環ペンダントを有するブロックポリカーボネートを形成する方法と、カテコール基を有するブロックポリカーボネートによる混合ミセルの形成と、薬物充填混合ミセル（ナノ粒子）の形成の方法とを例示する。実施例は、スルトンとの反応によるスルホベタイン誘導体の形成を含むＮ−複素環ペンダントを官能化する方法も開示する。実施例は、単一の複素環含有ポリカーボネートが、より複雑な官能化ポリマへの共通の前駆体として用いられうることを示す。環状カルボニルモノマーの選択、開始ポリカーボネートにグラフトされるＮ−複素環化合物の選択、およびペンダントＮ−複素環の化学修飾の型によって、構造的な多様性を組み込むことができる。ポリマの精製は、沈殿、洗浄、超音波処理、遠心分離、およびそれらの組み合わせによって実現することができる。

以下の実施例において用いられる材料を表５に挙げる。

本明細書において、Ｍｎは、数平均分子量であり、Ｍｗは、重量平均分子量であり、ＭＷは、１モルの分子量である。

ＭＴＣ−ＯＣ_６Ｆ_５は、セントラル硝子（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｇｌａｓｓ）から取得し、酢酸エチルとヘキサンとの混合物から２回結晶化することによって精製した。無水溶媒は、活性化アルミナカラムを用いて脱水し、モレキュラーシーブス（３オングストローム（０．３ｎｍ））上で保管した。他の材料はすべて、シグマアルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）から購入し、そのまま用いた。

^１Ｈ ＮＭＲスペクトルは、ブルッカー（Ｂｒｕｋｅｒ）のアバンス（Ａｖａｎｃｅ）４００装置を用いて４００ＭＨｚで取得した。ゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）は、細孔径の増加する順に（１００、１０００、１０５および１０６オングストローム（１０、１００、１０．５および１０．６ｎｍ））直列に接続した４本のウォーターズ（Ｗａｔｅｒｓ）の５マイクロメートルカラム（３００ｍｍ×７．７ｍｍ）、ウォーターズ（Ｗａｔｅｒｓ）４１０示差屈折計、および９９６フォトダイオードアレイ検出器を備えるウォーターズのシステムを用いてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中で行った。このシステムは、ポリスチレン標準を用いて較正した。ＧＰＣ分析は、直列に接続した２本のアジレント（Ａｇｉｌｅｎｔ）ポリポア（ＰｏｌｙＰｏｒｅ）カラム（３００ｍｍ×７．５ｍｍ）およびウォーターズ４１０示差屈折計を備えるウォーターズのシステムを用いて０．０１ＭのＬｉＢｒを加えたＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中でも行った。このシステムは、ポリ（メタクリル酸メチル）標準で較正した。

モノマー合成
５−メチル−５−エチルオキシカルボニル−１，３−ジオキサン−２−オン（ＭＴＣ−ＯＥｔ）（ＭＷ １８８．２）の調製：

（ｉ）アンバーリスト（ＡＭＢＥＲＬＹＳＴ）１５（６．８ｇ）を含むエタノール（１５０ｍＬ）にビス−ＭＰＡ（２２．１ｇ、０．１６５モル）を加え、一晩還流した。次に、樹脂を濾別し、濾液を蒸発させた。得られた粘稠な液体に塩化メチレン（ＤＣＭ、２００ｍＬ）を加え、濾過した。濾液をＭｇＳＯ_４で脱水し、蒸発させ、２，２−ビス（メチロール）プロピオン酸エチルを透明な無色の液体（２４．３ｇ、９１％）として得た。^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３、２２℃）：δ＝４．０９（ｑ、２Ｈ、−ＯＣＨ_２ＣＨ_３）、３．７４（ｄ、２Ｈ、−ＣＨ_２ＯＨ）、３．５７（ｄ、２Ｈ、−ＣＨ_２ＯＨ）、１．１８（ｔ、３Ｈ、−ＯＣＨ_２ＣＨ_３）、０．９８（ｓ、３Ｈ、−ＣＨ_３）。（ｉｉ）ドライアイス／アセトンを用いて−７５℃の窒素雰囲気で２，２−ビス（メチロール）プロピオン酸エチル（１２．６ｇ、０．０７８モル）およびピリジン（３９ｍＬ、０．４７モル）のＤＣＭ溶液（１５０ｍＬ）に、ＤＣＭ（１５０ｍＬ）中のトリホスゲン（１１．７ｇ、０．０３９モル）の溶液を３０分間かけて滴下した。反応混合物を冷却条件でさらに２時間撹拌してから室温へ上昇させた。ＮＨ_４Ｃｌ飽和水溶液（７５ｍＬ）の添加によって反応を停止させ、その後に有機相を１Ｍ ＨＣｌ水溶液（３×１００ｍＬ）、ＮａＨＣＯ_３飽和水溶液（１×１００ｍＬ）で洗浄し、ＭｇＳＯ_４で脱水し、濾過し、蒸発させた。残留物を酢酸エチルから再結晶してＭＴＣ−ＯＥｔを白色の結晶（８．０ｇ、５５％）として得た。^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３、２２℃）：δ＝４．６７（ｄ、２Ｈ、−ＣＨ_２ＯＣＯＯ）、４．２５（ｑ、２Ｈ、−ＯＣＨ_２ＣＨ_３）、４．１９（ｄ、２Ｈ、−ＣＨ_２ＯＣＯＯ）、１．３０（ｓ、３Ｈ、−ＣＨ_３）、１．２７（ｔ、３Ｈ、−ＯＣＨ_２ＣＨ_３）

以下のポリマ調製において、ポリカーボネート鎖は、ヒドロキシル末端をキャップされない。ポリカーボネート骨格のカルボニル末端は、開環重合（ＲＯＰ）用開始剤から誘導された断片と連結する。

活性ペンタフルオロフェニルエステル含有ポリマの調製。

フッ素化されたポリマは、「Ｆ」で始まる名称を有する。

Ｆ−１（重合度（ＤＰ）＝１００）の調製。

窒素パージしたグローブボックス内で、開始剤３−ブチン−１−オール（３ｍｇ、０．０１ミリモル）、ＭＴＣ−ＯＣ_６Ｆ_５（０．３５７ｇ、１．０９ミリモル）および１．４５ｇのジクロロメタン（ＤＣＭ、ＭＴＣ−ＯＣ６Ｆ５の初濃度は１．０Ｍとなる）をガラスバイアルに入れた。ＭＴＣ−ＯＣ６Ｆ５は、この濃度では一部しか溶解しなかった。この混合物を撹拌してトリフルオロメタンスルホン酸（トリフル酸）（０．００８ｇ、０．０５ミリモル）を加えた。反応が進むにつれて未溶解ＭＴＣ−ＯＣ_６Ｆ_５がゆっくり溶解した。^１Ｈ ＮＭＲによって反応を観測した。反応が完結したら（この触媒使用量および重合度では約１２時間）、ヘキサンにポリマＦ−１を沈殿させ、分離し、乾燥して白色の固体（収量：０．３５６ｇ、９９％）を得た。^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ）：δ＝４．４８（ｓ、ＣＨ_２、４Ｈ）、１．５１（ｓ、ＣＨ_３、３Ｈ）。ＧＰＣ（ＲＩ）：Ｍｎ（ＰＤＩ）＝２２．０ｋＤａ（１．１９）。

Ｆ‐２（ＤＰ＝５０）の調製。

ベンジルアルコールを開始剤（２．２ｍｇ、０．０２０ミリモル）として、ＭＴＣ−ＯＣ６Ｆ５（０．３５７ｇ、１．０９ミリモル）、１．４５ｇのジクロロメタン（ＭＴＣ−ＯＣ_６Ｆ_５の初濃度は１．０Ｍとなる）およびトリフル酸（０．００８ｇ、０．０５ミリモル）を用いて実施例１の手順によりポリマＦ‐２（ＤＰ＝５０）を調製した。ヘキサンにポリマＦ−２を沈殿させ、分離し、乾燥して白色の固体（収量：０．３５６ｇ、９９％）を得た。^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ）：δ＝４．４８（ｓ、ＣＨ_２、４Ｈ）、１．５１（ｓ、ＣＨ_３、３Ｈ）。ＧＰＣ（ＲＩ）：Ｍｎ（ＰＤＩ）＝１３．２ｋＤａ（１．２１）。

Ｆ−３（ＤＰ＝３２）の調製。

開始剤３−ブチン−１−オール（９．９ｍｇ、０．０３３ミリモル）、ＭＴＣ−ＯＣ６Ｆ５（０．３５７ｇ、１．０９ミリモル）、１．４５ｇのジクロロメタン（ＭＴＣ−ＯＣ６Ｆ５の初濃度は１．０Ｍとなる）およびトリフル酸（０．００８ｇ、０．０５ミリモル）を用いて実施例１の手順によりポリマＦ−３（ＤＰ＝３２）を調製した。ヘキサンにポリマＦ−３を沈殿させ、分離し、乾燥して白色の固体（収量：０．３５６ｇ、９９％）を得た。^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ）：δ＝４．４８（ｓ、ＣＨ_２、４Ｈ）、１．５１（ｓ、ＣＨ_３、３Ｈ）。ＧＰＣ（ＲＩ）：Ｍｎ（ＰＤＩ）＝７．５ｋＤａ(１．２７)。ＤＰ＝３２（^１Ｈ ＮＭＲ末端基積分／解析による）；Ｍｎ（ＮＭＲによる）＝１０．４ｋＤａ。

ブロック・コポリマＦ−４（ポリカーボネートＤＰ＝１１）の調製。

窒素パージしたグローブボックス内で、５ｋＤａのｍＰＥＧ−ＯＨ（４．０ｇ、０．８０ ミリモル）、ＭＴＣ−ＯＣ_６Ｆ_５（３．３９ｇ、１０．４ミリモル）および１０．４ｍＬのジクロロメタン（ＭＴＣ−ＯＣ_６Ｆ_５は１Ｍになる）を小バイアルに入れた。５ｋＤａのｍＰＥＧ−ＯＨが完全に溶解するまでこの溶液を撹拌した。ＭＴＣ−ＯＣ６Ｆ５は、この濃度では一部しか溶けなかった。撹拌されている溶液にトリフル酸（０．１２ｇ、０．８０ミリモル）を加えた。反応が進むにつれて、残りのＭＴＣ−ＯＣ_６Ｆ_５がゆっくり溶解し、均一溶液が得られた。^１Ｈ ＮＭＲによって反応を監視した。反応が完結したら、冷たいジエチルエーテルにポリマを沈殿させ、分離し、乾燥して白色の固体Ｆ−４（収量：０．６１６ｇ、６２％）を得た。^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ）：δ＝４．４６（ｓ、４Ｈ、カーボネートＣＨ_２）、３．６４（ｓ、４Ｈ、ＯＣＨ_２ＣＨ_２）、１．５１（ｓ、３Ｈ、ＣＨ_３）。ＧＰＣ（ＲＩ）。Ｍｎ（ＰＤＩ）＝１１．２６ｋＤａ（１．１０）。ＮＭＲによるＭＴＣ−ＯＣ６Ｆ５ブロックのＤＰ＝１１。

ブロック・コポリマＦ−５の調製

窒素パージしたグローブボックス内で、３−ブチン−１−オール（０．００６ｇ、０．０２ミリモル）、ＭＴＣ−ＯＣ６Ｆ５（０．３５７ｇ、１．０９ミリモル）および１．４５ｇのジクロロメタン（ＭＴＣ−ＯＣ６Ｆ５は１．０Ｍとなる）を４ｍＬガラスバイアルに入れた。３−ブチン−１−オールが完全に溶解するまでこの溶液を撹拌した。ＭＴＣ−ＯＣ_６Ｆ_５は、この濃度では一部しか溶けなかった。撹拌されている溶液にトリフル酸（０．００８ｇ、０．０６ミリモル）を加えた。反応が進むにつれて未溶解のＭＴＣ−ＯＣ_６Ｆ_５がゆっくり溶けた。^１Ｈ ＮＭＲによって反応を観測した。ＭＴＣ−ＯＣ_６Ｆ_５の＞９５％反応率を観測したら、ＭＴＣ−ＯＥｔ（０．２０５ｇ、１．０９ミリモル）を最小限のジクロロメタンに溶解し、重合混合物に加えた。ＭＴＣ−ＯＥｔの反応率が９０％より大きくなったら、ヘキサンにポリマＦ−５を沈殿させ、分離し、乾燥して白色の固体（収量：０．４７６ｇ、８５％）を得た。^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ）：δ＝４．４８（ｓ、ＣＨ_２ポリ（ＭＴＣ−ＯＣ６Ｆ５）、４Ｈ）、４．２６（ｍ、ＣＨ_２ポリ（ＭＴＣ−ＯＥｔ）、４Ｈ）、４．２０（ｍ、ＣＨ_２ＣＨ_３ポリ（ＭＴＣ−ＯＥｔ）、２Ｈ）、１．５１（ｓ、ＣＨ_３、３Ｈ）ポリ（ＭＴＣ−ＯＣ_６Ｆ_５）、１．２６（ｍ、ＣＨ_３ポリ（ＭＴＣ−ＯＥｔ）、３Ｈ）、１．２６（ｍ、ＣＨ_２ＣＨ_３ポリ（ＭＴＣ−ＯＥｔ）、３Ｈ）。ＧＰＣ（ＲＩ）：ブロック１ Ｍｎ（ＰＤＩ）＝８７７０
Ｄａ（１．２０）；ブロック１および２ Ｍｎ（ＰＤＩ）＝１２．５ｋＤａ（１．２４）。

Ｎ−複素環含有ポリマの形成
これらのアミン官能化ポリマは、「Ａ」で始まる名称を有する。

ポリマＡ−１（ＤＰ＝１００）の調製。

磁気撹拌バーを入れた２０ｍＬのガラスバイアルにＦ−１（ＤＰ＝１００、０．８００ｇ、２．４６ミリモル繰り返し単位）、無水ＴＨＦ（５．０ｍＬ）およびトリエチルアミン（ＴＥＡ、０．２７３ｇ、２．７０ミリモル）を入れ、この溶液を氷−水浴中で０℃に冷却した。強く撹拌しながらＴＨＦ（１ｍＬ）中の１−（３−アミノプロピル）イミダゾール（ＡＰＩｍ、０．３０７ｇ、２．４６ミリモル）の溶液を滴下して加えた。数分以内に濁りが観察され、続いて灰色がかった白色の沈殿物が次第に形成された。氷浴を取り外し、混合物をさらに３０分間撹拌し続け、その後に過剰量のジエチルエーテル（１５ｍＬ）を加えた。混合物に超音波を短時間照射してから遠心分離した。母液をデカンテーションし、さらにジエチルエーテル（２０ｍＬ）を加えた。２回目の超音波処理、遠心分離およびデカンテーションを行って白色の固体Ａ−１を回収し、次に高真空下で２４時間乾燥した。収量：０．５７ｇ（８７％）。^１Ｈ ＮＭＲ（ＭｅＯＤ、４００ＭＨｚ）：δ＝７．６８（ｓ、１Ｈ）、７．１４（ｓ、１Ｈ）、６．９７（ｓ、１Ｈ）、４．２５（ｓ、４Ｈ、カーボネートＣＨ_２）、４．００（ｍ、２Ｈ）、３．１５（ｍ、２Ｈ）、１．９５（ｍ、２Ｈ）、１．２０（ｓ、３Ｈ、ＣＨ_３）。

ポリマＡ−２（ＤＰ＝５０）の調製。

Ｆ−２（０．２０ｇ、０．６１３ミリモル繰り返し単位）、無水ＴＨＦ（１．０ｍＬ）、ＴＥＡ（０．０６８０ｇ、０．６７４ミリモル）およびＴＨＦ（０．５ｍＬ）中の１−（３−アミノプロピル）イミダゾール（０．０７３０ｇ、０．５８３ミリモル）を用いて実施例４の手順によりポリマＡ−２（ＤＰ＝５０）を調製し、ジエチルエーテルでＡ‐２を沈殿させた。収量：０．１６４ｇ（〜１００％）。^１Ｈ ＮＭＲ（ＭｅＯＤ、４００ＭＨｚ）：δ＝７．６８（ｓ、１Ｈ）、７．１４（ｓ、１Ｈ）、６．９７（ｓ、１Ｈ）、４．２５（ｓ、４Ｈ、カーボネートＣＨ_２）、４．００（ｍ、２Ｈ）、３．１５（ｍ、２Ｈ）、１．９５（ｍ、２Ｈ）、１．２０（ｓ、３Ｈ、ＣＨ_３）。

ポリマＡ−３（ＤＰ＝３２）の調製。

Ｆ−３（ＤＰ＝３２、０．９１０ｇ、２．７９ミリモル繰り返し単位）、無水ＴＨＦ（５．０ｍＬ）、トリエチルアミン（０．３１ｇ、３．０７ミリモル）、およびＴＨＦ（１ｍＬ）中の１−（３−アミノプロピル）イミダゾール（０．３３２ｇ、２．６５ミリモル）を用いて実施例４の手順によりポリマＡ−３（ＤＰ＝３２）を調製し、Ａ−３をジエチルエーテルで沈殿させた。収量：０．７４６ｇ（〜１００％）。^１Ｈ ＮＭＲ（ＭｅＯＤ、４００ＭＨｚ）：δ＝７．６８（ｓ、１Ｈ）、７．１４（ｓ、１Ｈ）、６．９７（ｓ、１Ｈ）、４．２５（ｓ、４Ｈ、カーボネートＣＨ_２）、４．００（ｍ、２Ｈ）、３．１５（ｍ、２Ｈ）、１．９５（ｍ、２Ｈ）、１．２０（ｓ、３Ｈ、ＣＨ_３）。

ポリマＡ−４（ＤＰ＝３２）の調製。

Ｆ−３（０．９１０ｇ、２．７９ミリモル繰り返し単位）、無水ＴＨＦ（５．０ｍＬ）、トリエチルアミン（０．３１１ｇ、３．０７ミリモル）、ＴＨＦ（１．０ｍＬ）中の２−（２’−アミノエチル）ピリジン（０．３４１ｇ、２．７９ミリモル）を用いて実施例４の手順によりポリマＡ−４（ＤＰ＝３２）を調製し、Ａ−４をジエチルエーテルで沈殿させた。収量：０．７２９ｇ（〜９９％）。^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ）：δ＝８．４５（ピリジンＣＨ、１Ｈ）、７．６０（ピリジンＣＨ、１Ｈ）、７．４３（広幅ｓ、ＮＨ、１Ｈ）、７．１４（ピリジンＣＨ、１Ｈ）、７．１２（ピリジンＣＨ、１Ｈ）、４．２０（ｓ、カーボネートＣＨ_２、４Ｈ）、３．５８（ＣＨ_２、２Ｈ）、２．９２（ＣＨ_２、２Ｈ）、１．１７（ｓ、ＣＨ_３、３Ｈ）。

ポリマＡ−５（ＤＰ＝１００）の調製。

Ｆ−１（０．５３０ｇ、１．６２ミリモル繰り返し単位）、無水ＴＨＦ（３．０ｍＬ）、トリエチルアミン（０．２００ｇ、０．１９８ミリモル）、ＴＨＦ（１．０ｍＬ）中の３−（Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ）−１−プロピルアミン（０．１８３ｇ、１．７９ミリモル）を用いて実施例４の手順によりポリマＡ−５（ＤＰ＝１００）を調製し、Ａ−５をジエチルエーテルで沈殿させた。収量：０．３３４ｇ（８４％）。^１Ｈ ＮＭＲ（ＭｅＯＤ、４００ＭＨｚ）：δ＝４．２８（ｓ、カーボネートＣＨ_２、４Ｈ）、３．２５（ｔ、ＣＨ_２、２Ｈ）、２．５５（ＣＨ_２、２Ｈ）、２．４１（−Ｎ（ＣＨ_３）２、６Ｈ）、１．７５（ＣＨ_２、ｍ、２Ｈ）、１．２６（ｓ、ＣＨ_３、３Ｈ）。ポリマＡ−５は、水に溶けない。ＭｅＯＤ中で^１Ｈ ＮＭＲを行い、１時間（試料の調製およびスペクトルの取得の時間）後に少量の分解が明らかであった。一般に、ジメチルアミノ部分があると水またはアルコールなどの求核溶媒の存在下で骨格の分解が起こる傾向があった。

ポリマＡ−６（ポリカーボネートＤＰ＝１０）の調製。

磁気撹拌バーを入れた２０ｍＬガラスバイアルにＦ−４（０．６０ｇ、０．７８ミリモル繰り返し単位）、無水ＤＭＦ（２．０ｍＬ）およびトリエチルアミン（０．０７９ｇ、０．７８ミリモル）を入れた。撹拌しながらＤＭＦ（０．５ｍＬ）中の１−（３−アミノプロピル）イミダゾール（０．１０ｇ、０．７８ミリモル）の溶液を滴下して加えた。混合物を室温で３０分間撹拌し、その後、ピペットで過剰量のジエチルエーテル（１５ｍＬ）に加えてポリマを沈殿させた。混合物を短時間超音波照射し、次に遠心分離した。母液をデカンテーションし、さらにジエチルエーテル（２０ｍＬ）を加えた。２回目の超音波処理、遠心分離、およびデカンテーションを行って白色の固体を回収し、次に高真空下で２４時間乾燥した。透析（Ｈ_２Ｏ）を用いてさらに精製を行い、Ａ−６を得た。^１Ｈ ＮＭＲ（ＭｅＯＤ、４００ＭＨｚ）：δ＝７．６９（ｓ、１Ｈ）、７．１４（ｓ、１Ｈ）、６．９７（ｓ、１Ｈ）、４．２５（ｓ、４Ｈ、カーボネートＣＨ_２）、４．０１（ｍ、２Ｈ）、３．６４（ｓ、４Ｈ、ＯＣＨ_２ＣＨ_２）、３．１４（ｍ、２Ｈ）、１．９６（ｍ、２Ｈ）、１．２０（ｓ、３Ｈ、ＣＨ_３）。

ポリマＡ-７（ポリカーボネートＤＰ＝１０）の調製。

Ｆ−４（０．３０ｇ、０．３９ミリモル繰り返し単位）、無水ＤＭＦ（２．０ｍＬ）およびトリエチルアミン（０．０３９ｇ、０．３９ミリモル）、ＤＭＦ（０．５ｍＬ）中の２−（２−アミノエチル）ピリジン（０．０４７ｇ、０．３９ミリモル）を用いて実施例１１の手順によりポリマＡ−７を調製し、ポリマをジエチルエーテルに沈殿させた。透析（Ｈ_２Ｏ）を用いてさらに精製を行った。^１Ｈ ＮＭＲ（ＭｅＯＤ、４００ＭＨｚ）：δ＝８．４４（ｂｒ、１Ｈ）、７．７４（ｍ、１Ｈ）、７．２８（ｂｒ、２Ｈ）、４．２４（ｓ、４Ｈ、カーボネートＣＨ_２）、３．６５（ｓ、４Ｈ、ＯＣＨ_２ＣＨ_２）、３．５０（ｍ、２Ｈ）、２．９５（ｍ、２Ｈ）、１．１９（ｓ、３Ｈ、ＣＨ_３）。

ポリマＡ−８（ポリカーボネートＤＰ＝１０）の調製

磁気撹拌バーを入れた２０ｍＬのガラスバイアルにＦ−５（０．７００ｇ、１．７９ミリモルのＭＴＣ−ＯＣ_６Ｆ_５繰り返し単位）、無水ＴＨＦ（５．０ｍＬ）およびトリエチルアミン（０．２００ｇ、１．９７ミリモル）を入れ、この溶液を氷−水浴中で０℃に冷却した。次に、撹拌しながらＴＨＦ（１．０ｍＬ）中の１−（３−アミノプロピル）イミダゾール（０．２２５ｇ、１．７９ミリモル）の溶液を滴下して加えた。氷浴を取り外し、混合物を４５分間撹拌し、その後過剰量のジエチルエーテル（１５ｍＬ）にピペットで加えてポリマを沈殿させた。混合物に超音波を短時間照射し、次に遠心分離した。母液をデカンテーションし、さらにジエチルエーテル（２０ｍＬ）を加えた。２回目の超音波処理、遠心分離、およびデカンテーションを行って白色の固体Ａ−８を回収し、次に高真空下で２４時間乾燥した。^１Ｈ ＮＭＲ（ＭｅＯＤ、４００ＭＨｚ）：δ＝７．６８（ｓ、１Ｈ）、７．１４（ｓ、１Ｈ）、６．９７（ｓ、１Ｈ）、４．２５（ｓ、４Ｈ、カーボネートＣＨ_２）、４．１７（ｂｒ、２Ｈ）、４．００（ｍ、２Ｈ）、３．１４（ｍ、２Ｈ）、１．９４（ｍ、２Ｈ）、１．２０（ｓ、３Ｈ、ＣＨ_３）。

ブロック・ポリマＡ−９（ポリカーボネートＤＰ＝１０）の調製

磁気撹拌バーを入れた２０ｍＬのガラスバイアルにＦ−４（０．６０ｇ、０．７７ミリモル繰り返し単位）、無水ＤＭＦ（２．０ｍＬ）、およびチラミン（０．１２７ｇ、０．９３０ミリモル）を入れた。次に、ＤＭＦ（０．５ｍＬ）中のトリエチルアミン（０．０９４ｇ、０．９３ミリモル）を加えた。反応混合物を室温（１８〜２０℃）で４時間撹拌し、その後Ａ−９をジエチルエーテルに沈殿させた。水中の透析によって粗製ポリマをさらに精製した。

ブロック・ポリマＡ−１０（ポリカーボネートＤＰ＝１１）の調製

磁気撹拌バーを入れた２０ｍＬのガラスバイアルにＦ−４（０．６０ｇ、０．７７ミリモル繰り返し単位）、無水ＤＭＦ（１．０ｍＬ）、および塩酸ドーパミン（０．１７６ｇ、０．９３０ミリモル）を入れた。次に、トリエチルアミン（０．１５６ｇ、１．５５ミリモル）を加えた。反応混合物を室温（約２０℃）で４時間撹拌し、その後Ａ−１０をジエチルエーテルに沈殿させた。水中の透析によって粗製ポリマＡ−１０をさらに精製した。

ポリ（スルホベタイン）ポリマの形成
双性イオンスルホベタインポリマは、「Ｓ」で始まる名称を有する。

スルホベタインホモポリマＳ−１（ＤＰ＝１００）の調製。

磁気撹拌バーを入れた２０ｍＬのガラスバイアルにＡ−１（０．６５０ｇ、２．４３ミリモル繰り返し単位）、１，３−プロパンスルトン（０．４４６ｇ、３．６５ミリモル、１．５当量）、および無水ＤＭＦ（２．０ｍＬ）を入れた。反応混合物を１８℃で２４時間撹拌し、その間にゲル化が起こった。ゲルを最小限の容積の水（約０．５ｍＬ）の添加によって溶解させ、得られた溶液を撹拌されているジエチルエーテルに沈殿させた。次に懸濁液を遠心分離し、溶媒をデカンテーションして目的のスルホベタインポリマＳ−１を白色の固体として得た。ポリマＳ−１を追加分のエーテルで洗浄し、高真空で２４時間で乾燥した。^１Ｈ ＮＭＲ（Ｄ_２Ｏ、４００ＭＨｚ）：δ＝８．８０（ｓ、１Ｈ、ｉｍｉｄ）、７．５５（ｓ、１Ｈ、ｉｍｉｄ）、７．５０（ｓ、１Ｈ、ｉｍｉｄ）、４．３４（ｔ、２Ｈ、ＣＯＮＨ−ＣＨ_２）、４．２４（広幅ｓ、４Ｈ、カーボネート）、４．１７（ｔ、２Ｈ）、３．１８（ｍ、２Ｈ）、２．８６（ｔ、２Ｈ）、２．２６（ｍ、２Ｈ）、２．０６（ｍ、２Ｈ）、１．１９（ｓ、３Ｈ、ＣＨ_３）。

スルホベタインホモポリマＳ−２（ＤＰ＝５０）の調製

ポリマＡ−２（０．１６４ｇ、０．６１３ミリモル繰り返し単位）、１，３−プロパンスルトン（０．１１２ｇ、０．９２０ミリモル、１．５当量）、および無水ＤＭＦ（１．０ｍＬ）を用いて実施例８の手順によりポリマＳ−２（ＤＰ＝５０）を調製し、Ｓ−２をジエチルエーテルで沈殿させた。白色固体の収量：０．２２３ｇ（９３％）。^１Ｈ ＮＭＲ（Ｄ_２Ｏ、４００ＭＨｚ）：δ＝８．８０（ｓ、１Ｈ、Ｎ＝ＣＨ−Ｎ）、７．５５（ｓ、１Ｈ、ｉｍｉｄ）、７．５０（ｓ、１Ｈ、ｉｍｉｄ）、４．３４（ｔ、２Ｈ、ＣＯＮＨ−ＣＨ_２）、４．２４（広幅ｓ、４Ｈ、カーボネート）、４．１７（ｔ、２Ｈ）、３．１８（ｍ、２Ｈ）、２．８６（ｔ、２Ｈ）、２．２６（ｍ、２Ｈ）、２．０６（ｍ、２Ｈ）、１．１９（ｓ、３Ｈ、ＣＨ_３）。

スルホベタインジブロック・コポリマＳ−３の調製

磁気撹拌バーを入れた２０ｍＬのガラスバイアルにＡ−８（０．５３０ｇ、１．６０ミリモル繰り返し単位）、１，３−プロパンスルトン（０．２９３ｇ、２．４０ミリモル、１．５当量）、および無水ＤＭＦ（１．５ｍＬ）を入れた。反応混合物を室温（１８℃）で２４時間撹拌してから、撹拌されているジエチルエーテルに沈殿させた。次に懸濁液を遠心分離し、溶媒をデカンテーションして目的ポリマを白色の固体として得た。ポリマＳ−３を追加分のエーテルで洗浄し、高真空で２４時間乾燥した。^１Ｈ ＮＭＲ（Ｄ_２Ｏ、４００ＭＨｚ）：δ＝８．８０（ｓ、１Ｈ、Ｎ＝ＣＨ−Ｎ）、７．５５（ｓ、１Ｈ、ｉｍｉｄ）、７．５０（ｓ、１Ｈ、ｉｍｉｄ）、４．３４（ｔ、２Ｈ、ＣＯＮＨ−ＣＨ_２）、４．２４（ｍ、４Ｈ、カーボネート）、４．１６（ｍ、２Ｈ）、３．１８（ｍ、２Ｈ）、２．８６（ｍ、２Ｈ）、２．２７（ｍ、２Ｈ）、２．０６（ｍ、２Ｈ）、１．１９（ｓ、３Ｈ、ＣＨ_３）。

Ｎ−複素環ポリマの４級化
４級化されたポリマは、「Ｑ」で始まる名称を有する

４級ホモポリマＱ−１（ＤＰ＝３２）の調製

磁気撹拌バーを入れた２０ｍＬのガラスバイアルにＡ−３（０．７４６ｇ、２．７９ミリモル繰り返し単位）、１−ブロモブタン（０．５７３ｇ、４．１８ミリモル、１．５当量）、および無水ＤＭＦ／アセトニトリル（２：１体積／体積、６．０ｍＬ）を入れた。反応混合物を封止バイアル中６０℃で一夜加熱し、その後、減圧で濃縮し、次にジエチルエーテルに沈殿させた。懸濁液を遠心分離し、母液をデカンテーションして除いて白色の固体を回収し、高真空で２４時間乾燥した。固体のＱ−１を脱イオン水に取り込み、透析によってさらに精製し、次いで凍結乾燥によって単離した。収量：１．０１ｇ（９４％）。^１Ｈ ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ、４００ＭＨｚ）：δ＝８．７５（ｓ、１Ｈ）、７．４９（ｓ、１Ｈ）、７．４７（ｓ、１Ｈ）、４．１０〜４．３０（ｂｒ、８Ｈ）、３．１７（ｍ、２Ｈ）、２．０５（ｍ、２Ｈ）、１．７９（ｍ、２Ｈ）、１．２５（ｍ、２Ｈ）、１．１９（ｓ、３Ｈ、ＣＨ_３）、０．８５（ｓ、３Ｈ、ＣＨ_３）。

ランダム４級コポリマＱ−２の調製

磁気撹拌バーを入れた２０ｍＬのガラスバイアルにＡ−３（０．４０４ｇ、１．５１ミリモル繰り返し単位）、１−ブロモブタン（０．１４５ｇ、１．０６ミリモル、０．７当量）、および無水ＤＭＦ／アセトニトリル（２：１体積／体積、４．０ｍＬ）を入れた。反応混合物を封止バイアル中６０℃で一夜加熱し、その後、減圧で濃縮し、次にジエチルエーテルに沈殿させた。懸濁液を遠心分離し、母液をデカンテーションして除き、白色の固体を回収し、高真空で２４時間乾燥した。ポリマＱ−２を脱イオン水中の透析によってさらに精製し、次いで凍結乾燥によって単離した。収量：０．４８３ｇ（８８％）。^１Ｈ ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ、４００ＭＨｚ）：δ＝８．７５（ｓ、１Ｈ）、７．４９（ｓ、１Ｈ）、７．４７（ｓ、１Ｈ）、４．１０〜４．３０（ｂｒ、８Ｈ）、３．１７（ｍ、２Ｈ）、２．０５（ｍ、２Ｈ）、１．７９（ｍ、２Ｈ）、１．２５（ｍ、２Ｈ）、１．１９（ｓ、３Ｈ、ＣＨ_３）、０．８５（ｓ、３Ｈ、ＣＨ_３）。

表６にポリマ調製を要約する。

細胞生存率試験
ヒト胚腎臓（ＨＥＫ２９３）細胞株を含む毒性試験のための代表的なポリマとして２種類のスルホベタインホモポリマ（Ｓ−１およびＳ−２）と１種類の両親媒性スルホベタインジブロック・コポリマ（Ｓ−３）とを選んだ。対照としてポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）ポリマ（Ｍｎ＝５ｋＤａおよび１０ｋＤａ）を用いた。

１０％ウシ胎児血清（ＦＢＳ）および１％ペニシリン−ストレプトマイシンを加えて供給されるＲＰＭＩ-１６４０中でＨＥＫ２９３細胞を培養した。ＨＥＫ２９３細胞を１０，０００細胞／ウェルの密度で９６ウェルプレートに播種した。３７℃、５％ＣＯ_２で細胞を培養した。２４時間後、培地をさまざまな濃度のポリマを含有する新鮮培地に置換した。４８時間培養した後に、１００マイクロリットルの新しい培地と、２０マイクロリットルの（３−（４，５−ジメチルチアゾール−２−イル）−２，５−ジフェニルテトラゾリウムブロミド（すなわちＭＴＴ）の５ｍｇ／ｍＬ溶液とを用いて試料培地を置換した。４時間インキュベーションした後に培地を除き、各ウェルにＤＭＳＯ（１５０マイクロリットル）を加えてホルマザン結晶を溶解した。マイクロプレートリーダー（米国バイオ−テック・インスツルメンツ（Ｂｉｏ−ｔｅｋ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）のパワー・ウェーブ（Ｐｏｗｅｒ−Ｗａｖｅ）Ｘ）を用いて５５０ｎｍにおける吸光度から６９０ｎｍにおける吸光度を減じた差として各ウェルの吸光度を測定した。結果は、５５０ｎｍにおけるブランク対照試料の吸光度に対する百分率として提示した。

両方のＰＥＧポリマと同様に、Ｓ−１からＳ−３の３種類のスルホベタインポリカーボネートは、細胞毒性をあまり示さなかった（図１から５、棒グラフ）。

ポリマ凝集測定
ウシ胎児血清（ＦＢＳ）を含有するリン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）培地中のポリマの粒径変化の測定によってＳ−１からＳ−３の３種類のスルホベタインポリマの安定性および凝集特性を検討した。血清添加培地のタンパク質は、合成ポリマと結合することができ、その結果、粒径の変化によって検出可能なミセル粒子の凝集が起こる。１０％ウシ胎児血清（ＦＢＳ）を含有するＰＢＳにｐＨ７．４でスルホベタインポリマを溶解させた。対照として１０％ＦＢＳを含有するＰＢＳを用いた。６５８ｎｍのヘリウム−ネオンレーザ・ビーム（散乱角：９０°）を備える９０プラス（９０Ｐｌｕｓ）／ＢＩ−ＭＡＳ（ニューヨーク州ホルツビル（Ｈｏｌｔｓｖｉｌｌｅ、ＮＹ）のブルックヘブン・インスツルメンツ・コーポレーション（Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を用いてポリマ溶液の粒径を２４時間または４８時間にわたり分析した。スルホベタインポリマの初濃度は、５００ｍｇ／Ｌであった。各試料を、３回測定し、平均粒径を得た。

ＦＢＳだけを含有するＰＢＳの挙動と同様に、Ｓ−１およびＳ−２の粒径は、１０％ＦＢＳを含有するＰＢＳ中で４８時間にわたって安定であり（図６）、ミセル粒子の凝集がないことを示した。しかし、２時間のインキュベーション後、Ｓ−３ミセルの凝集が観察された。理由を付けようとするわけではないが、Ｓ−３ミセル凝集は、ＭＴＣ−ＯＥｔから誘導された疎水性ブロックの影響に由来する可能性がある。

臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）
さまざまなポリマ濃度におけるポリマ溶液の散乱強度（動的光散乱）を追跡することによってＣＭＣを決定した。等しい重量の各ポリマを一緒に水に溶解することによって２種類の異なるポリマの混合ミセルを調製した。表７は、個々のアミンポリマＡ−６、Ａ−７、Ａ−９およびＡ−１０ならびにこれらのポリマの組み合わせによって形成される混合ミセルのＣＭＣ、粒径およびＰＤＩの一覧である。

表８は、ミセル単独（ＤＯＸなし）の粒径の一覧である。実施例２９から３２は、個々のポリマから調製した。実施例３３から３６（「ミセルの混合物」）は、最初に個々のポリマを別々の溶液に溶解し、次にこれらの溶液を混合することによって調製した。実施例３７〜４０（「混合ミセル」）は、２種類のポリマを一緒に溶液に溶解することによって調製した。実施例３１〜３３および３７の粒径分布は、二峰性であった。

ＤＯＸ充填ミセルの調製およびキャラクタリゼーション
上記ミセルへのドキソルビシン（ＤＯＸ）のカプセル化は、超音波処理／メンブレン透析法を用いて行った。ＤＯＸ（５ｍｇ）を１．５ｍＬのジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）に溶解し、３モル過剰のトリエチルアミンで中和した。０．５ｍＬのＤＭＡｃに１０ｍｇのポリマが溶解しているポリマ溶液をＤＯＸ溶液に加え、ボルテックスによって５分間混合した。プローブ系超音波発生装置（バイブラ・セル（Ｖｉｂｒａ Ｃｅｌｌ）ＶＣＸ１３０）を用いて１３０Ｗで超音波照射しながら脱イオン（ＤＩ）水（１０ｍＬ）に薬物およびポリマを含有する溶液を２分間かけ滴下して加えた。次に、１０００Ｄａの分子量カットオフを有する透析バッグ（スペクトラム・ラボラトリーズ・インク（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．）のスペクトラ／ポル（Ｓｐｅｃｔｒａ／Ｐｏｒ）７）を用いてこの溶液を１０００ｍＬの脱イオン水に対して４８時間透析した。最初の６時間は３時間ごと、翌日もう１度水を換えた。２日経過した後にＤＯＸ充填ミセルを凍結乾燥によって集めた。既知量のＤＯＸを充填したミセルを１ｍＬのＤＭＳＯに溶解し、４８０ｎｍにおいて紫外−可視分光光度計（ＵＶ ２５０１ＰＣ、島津、日本）を用いて吸光度を測定することによって、充填されたＤＯＸの量を測定した。以下の式：ＤＯＸ充填レベル（重量％）＝［（見いだされたＤＯＸの質量）／（ＤＯＸ充填ミセルの質量）］×１００％によってＤＯＸ充填レベルを計算した。

動的光散乱（ＤＬＳ）測定
６５８ｎｍのヘリウム−ネオンレーザビーム（動的光散乱、散乱角：９０°）を備えるゼータサイザー（Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ）３０００ ＨＡＳ（英国、マルヴァーン（Ｍａｌｖｅｒｎ）のマルヴァーン・インスツルメント・リミテッド（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｌｔｄ．））を用いて調製直後のＤＯＸ充填ミセルの粒径を測定した。各測定を５回繰り返した。５つの測定値から平均値を得た。試料が個々のミセルおよび凝集体を含有するかもしれないので、分解能を最大にするために複数モデル分析を選んでサイズ測定を行った。

表９は、ＤＯＸ充填ミセルを作るために用いた各出発原料の使用量の一覧である。

表１０は、ＤＯＸ充填ミセルの全乾燥重量を基準としたＤＯＸ充填ミセル中のＤＯＸの重量パーセント分析値（ｗｔ％）の一覧である。表１０は、ＤＯＸ充填ミセルの粒径および多分散指数（ＰＤＩ）の一覧である。ＤＯＸ充填レベルは、図７の棒グラフにも同じものが使用されている。

混合ミセルからのＤＯＸのｉｎ ｖｉｔｒｏ放出
以下の手順を用いて実施例４７のＤＯＸ充填混合ミセルからのＤＯＸの放出を測定した。１０００Ｄａの分子量カットオフを有する透析膜管へ１ｍｇ／ｍＬ（５ｍＬ）の濃度のＤＯＸ充填ミセル溶液を移した。次に、管を３７℃、ｐＨ７．４の５０ｍＬのリン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）を含むビーカー中に浸漬した。１００回転／分の速度で管を振盪した。特定の時間間隔で１ｍＬの放出培地を吸引し、１ｍＬの新しいＰＢＳに換えた。紫外−可視分光光度計を用いて４８０ｎｍにおいて試料中のＤＯＸ含有率を分析した。

図８は、実施例４７についてＰＢＳ培地中の薬物放出プロファイルを示す。ＤＯＸは１２０時間にわたってほとんど放出されず（＜約８％）、ＤＯＸが混合ミセル粒子によって強く保持されていることを示した。

比較のために、図８は、以下の構造

を有する２種類のポリマＰＥＧ−ＰＡＣおよびＰＥＧ−ＰＵＣＳＩから調製したＤＯＸ充填酸−尿素混合ミセルの放出プロファイルを含む。これらのポリマおよびＤＯＸ充填混合ミセルは、Ｃ．Ｙａｎｇら、「Ｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｃａｒｇｏ ｌｏａｄｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ｋｉｎｅｔｉｃ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ」、Ｎａｎｏ Ｔｏｄａｙ２０１０年、５巻、ｐ．５１５〜５２３に従って調製した。ＰＥＧ−ＰＡＣへのベンジルエステル前駆体は、Ｍｎ＝１１．４ｋＤａおよびＰＤＩ＝１．２を有した。ＰＥＧ−ＰＡＣのＣＭＣは、１５２．８ｍｇ／Ｌであった。ＰＥＧ−ＰＡＣ／ＰＥＧ−ＰＵＣＳ１ １：１という名称の充填混合ミセルは、１：１モル比の酸：尿素基を含有し、１５．８ｍｇ／ＬのＣＭＣを有した。ＰＥＧ−ＰＡＣ／ＰＥＧ−ＰＵＣＳ１ １：１のＤＯＸ充填混合ミセルは、４０ｗｔ％のＤＯＸを含有し、１７７ｎｍの平均粒径を有し、約６時間以内にＤＯＸの約６０％を培地に放出した（同上、図５ａ、ｐ．５２２）。

ＤＯＸ装填ミセルのＨｅｐＧ２細胞生存率
ＨｅｐＧ２肝臓癌細胞を用いて上記にさらに記載されている細胞生死判別試験手順に従った。実施例４７のＤＯＸ充填混合ミセルにＨｅｐＧ２細胞を４８時間曝露した。対照として遊離ＤＯＸを用いた。図９は、実施例４７のＤＯＸ充填混合ミセルの毒性プロファイルが、遊離ＤＯＸプロファイルを高いＤＯＸ濃度の方へ移したものと似ていることを示す。これらの結果は、実施例４７のＤＯＸ充填混合ミセルがＰＥＧ−ＰＡＣ／ＰＥＧ−ＰＵＣＳ１ １：１ＤＯＸ充填ミセルと比べて、より高い薬物の放出への選択性を有することと、実施例４７のＤＯＸ充填混合ミセルからの放出がＨｅｐＧ２細胞との接触を契機とすることと、を示す。放出された薬物は、標的ＨｅｐＧ２細胞を殺すことに有効である。

まとめ
開示した生分解性混合ミセルは、有効な薬物用キャリアである。薬物充填混合ミセルナノ粒子は、いくつかの有利な特性を示す。ナノ粒子は、血清培地中で凝集しにくくすることができ、血清培地に５日間曝露されたとき薬物の９０％以上を保持することができる一方で、標的細胞と接触すると薬物を放出することができる。これらの特性は、薬物効率を犠牲にすることなく所定の用量で所定の薬物の毒性副作用を低下させるために有望である。これらのミセルは、粒径、血清蛋白質に関連する凝集挙動、薬物結合特性、薬物放出特性、および細胞認識特性を制御するために、多様な官能基で官能化することができる。可能性のある使用としては、搬送薬が、唯一と言わないまでも主要な治療薬剤である、がん治療および抗生物質治療が挙げられる。

本明細書において用いられる用語法は、具体的な実施形態を記載する目的のために過ぎず、本発明を限定するものではない。本明細書において用いられる単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、別段に文脈に明記がない限り複数形も含むものとする。本明細書において用いられる用語「含む」もしくは「含むこと」またはその両方は、明示された特徴、整数、ステップ、操作、要素もしくは構成成分またはこれらのいかなる組合せの存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、構成成分もしくはそれらの群またはそれらのいかなる組合せの存在または追加を除外しないことがさらに理解されるものとする。２つの数値限界ＸおよびＹ（たとえばＸｐｐｍからＹｐｐｍの濃度）を用いてありうる値を表すために範囲が用いられるとき、別段に明記のない限り、値は、Ｘ、ＹまたはＸとＹとの間のいずれかの数であってよい。

本発明の記載は、例示および説明するために提示されているが、網羅的であることも、開示された形態の発明に限定されることも意図されていない。本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく多くの改変および変化が当業者に自明である。実施形態は、本発明の原理およびその実際の適用をもっともよく説明し、当分野の他の当業者が本発明を理解することを可能にするために、適切に選ばれ、記載された。

Claims (17)

1. 薬物と；
   ｉ）第１のポリ（エチレンオキシド）ブロック（第１ＰＥＯブロック）と、ｉｉ）前記第１のＰＥＯブロックと連結した第１のポリカーボネート・ブロックと、を含み、ａ）前記第１のポリカーボネート・ブロックは、脂肪族カーボネート骨格部分と、前記骨格部分と連結した側鎖とを含む第１の繰り返し単位を含み、ｂ）前記第１の繰り返し単位の前記側鎖は、芳香族窒素含有複素環（Ｎ−複素環）を含み、ｃ）前記第１の繰り返し単位の前記側鎖の前記Ｎ−複素環は、塩基、前記塩基の水素塩、前記塩基のスルホベタイン付加体、またはそれらの組み合わせとして存在する、第１のブロック・ポリマと；
   ｉ）第２のＰＥＯブロックと、ｉｉ）前記第２のＰＥＯブロックと連結した第２のポリカーボネート・ブロックとを含み、ａ）前記第２のポリカーボネート・ブロックは、脂肪族カーボネート骨格部分と、前記骨格部分と連結した側鎖とを含む第２の繰り返し単位を含み、ｂ）前記第２の繰り返し単位の前記側鎖は、カテコール基を含む、第２のブロック・ポリマと；
   を含むナノ粒子であって、
   前記ナノ粒子の前記薬物と、前記第１のブロック・ポリマと、前記第２のブロック・ポリマとは少なくとも非共有結合相互作用によって結合し、
   前記ナノ粒子は、水分散性である、
   ナノ粒子。
2. 前記薬物は、タンパク質、遺伝子、アントラサイクリン系抗生物質、ドキソルビシンからなる群から選択される、請求項１に記載のナノ粒子。
3. 前記第１の繰り返し単位の前記Ｎ−複素環は、イミダゾール類、ピリジン類、およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれる、請求項１に記載のナノ粒子。
4. 前記第１の繰り返し単位の前記Ｎ−複素環は、イミダゾール化合物である、請求項１に記載のナノ粒子。
5. 前記第１の繰り返し単位の前記Ｎ−複素環は、４級窒素を含む、請求項１に記載のナノ粒子。
6. 前記第１の繰り返し単位の前記Ｎ−複素環は、スルホベタイン付加体として存在する、請求項１に記載のナノ粒子。
7. 前記第１ＰＥＯブロックおよび前記第２ＰＥＯブロックは、独立に８０から２００の重合度（ＤＰ）を有する、請求項１に記載のナノ粒子。
8. 前記ナノ粒子は、２０ｎｍから７００ｎｍの平均円直径を有する、請求項１に記載のナノ粒子。
9. 前記ナノ粒子は、医療において前記薬物を制御放出することができる、請求項１に記載のナノ粒子。
10. 薬物と、水と相溶性の有機溶媒と、を含む第１の混合物を形成するステップと；
    第１のブロック・ポリマと、第２のブロック・ポリマとを共に水に溶解することによって第２の混合物を形成するステップと；
    前記第１の混合物と前記第２の混合物とを組み合わせ、それによって第３の混合物を形成するステップと；
    前記第３の混合物から前記有機溶媒を除去し、それによって少なくとも非共有結合相互作用によって結合した前記薬物と、前記第１のブロック・ポリマと、前記第２のブロック・ポリマと、を含む水分散性ナノ粒子を形成するステップと；
    を含む方法であって、
    前記第１のブロック・ポリマは、ｉ）第１のポリ（エチレンオキシド）ブロック（第１のＰＥＯブロック）と、ｉｉ）前記第１のＰＥＯブロックと連結した第１のポリカーボネート・ブロックと、を含み、前記第１のポリカーボネート・ブロックは、第１の繰り返し単位を含み、前記第１の繰り返し単位は、脂肪族カーボネート骨格部分と、前記骨格部分と連結した側鎖と、を含み、前記第１の繰り返し単位の前記側鎖は、芳香族窒素含有複素環（Ｎ−複素環）を含み、前記Ｎ−複素環は、塩基、前記塩基の水素塩、前記塩基のスルホベタイン付加体、またはそれらの組み合わせの形を有し、
    前記第２のブロック・ポリマは、ｉ）第２のＰＥＯブロックと、ｉｉ）前記第２のＰＥＯブロックと連結した第２のポリカーボネート・ブロックとを含み、前記第２のポリカーボネート・ブロックは、脂肪族カーボネート骨格部分と、前記骨格部分と連結した側鎖と、を含む第２の繰り返し単位を含み、前記第２の繰り返し単位の前記側鎖は、カテコール基を含む、
    方法。
11. 前記ナノ粒子は、前記ナノ粒子の全乾燥重量を基準として１重量％から３０重量％の量で前記薬物を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記ナノ粒子の前記第２のブロック・ポリマの前記カテコール基は、前記カテコール基のポリマ形態または前記カテコール基の酸化形態として存在する、請求項１０に記載の方法。
13. ａ）薬物と；
    ｂ）式（１）
    （式中、
    ｕ’は、０から６の正の整数であり、
    ｖ’は、０から６の正の整数であり、
    ｕ’とｖ’とは、両方が０ではありえず、
    ｎ’は、２から約５０の正の数であり、
    ｍ’は、約８０から約２００の正の数であり、
    Ｅ’は、水素と、１以上の炭素を含む官能基と、からなる群から選ばれた１価末端基であり、
    Ｈ’は、電荷を持たない芳香族窒素含有複素環、芳香族窒素含有複素環の水素塩、芳香族窒素含有複素環のスルホベタイン付加体、およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれた官能基であり、
    Ｌ’は、２以上の炭素を含む２価連結基であり、
    Ｒ’は、水素と、１から６の炭素を含むアルキル基と、からなる群から選ばれた１価ラジカルであり、
    Ｗ’は、１から１０の炭素を含む１価末端基である）
    を有する第１ブロック・ポリマと；
    ｃ）式（４）
    （式中、
    ｕ”は、０から６の正の整数であり、
    Ｖ”は、０から６の正の整数であり、
    ｕ”とｖ”とは、両方が０ではありえず、
    ｎ”は、２から約５０の正の数であり、
    ｍ”は、約８０から約２００の正の数であり、
    Ｅ”は、水素と、１以上の炭素を含む官能基と、からなる群から選ばれた１価末端基であり、
    Ｃ”は、カテコール基を含む部分であり、
    Ｌ”は、２つ以上の炭素を含む２価連結基であり、
    Ｒ”は、水素と、１から６の炭素を含むアルキル基と、からなる群から選ばれた１価ラジカルであり、
    Ｗ”は、１から１０の炭素を含む１価末端基である）
    を有する第２ブロック・ポリマと
    を含むナノ粒子であって、
    前記ナノ粒子の成分ａ）、ｂ）およびｃ）は、少なくとも非共有相互作用によって結合し、
    前記ナノ粒子は、水に分散性であり、
    前記ナノ粒子は、医療において前記薬物を徐放することができる
    ナノ粒子。
14. 脂肪族カーボネート骨格部分と、前記ポリカーボネート骨格部分と連結した側鎖とを含み、前記側鎖は、芳香族窒素含有複素環（Ｎ−複素環）を含む第１の繰り返し単位を含み、前記Ｎ−複素環は、遊離塩基のスルホベタイン付加体として前記第１の繰り返し単位中に存在する
    ポリカーボネート。
15. 脂肪族カーボネート骨格部分と、前記ポリカーボネート骨格部分と連結した側鎖とを含み、前記側鎖は、芳香族窒素含有複素環（Ｎ−複素環）を含む第１の繰り返し単位を含むポリカーボネートであって、
    前記第１の繰り返し単位は、式（３）
    （式中、
    Ｄ’は、単結合、２価酸素（＊−Ｏ−＊）、または２価窒素（＊−ＮＨ−＊）であり、
    Ｈ’は、電荷を持たない芳香族窒素含有複素環、芳香族窒素含有複素環の水素塩、芳香族窒素含有複素環のスルホベタイン付加体、およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれた官能基であり、
    Ｌ^ａは、１以上の炭素を含む２価連結基であり、
    Ｒ’は、水素と、１から６の炭素を含むアルキル基と、からなる群から選ばれた１価ラジカルである）
    による構造を有する、ポリカーボネート。
16. 脂肪族カーボネート骨格部分と、前記ポリカーボネート骨格部分と連結した側鎖とを含み、前記側鎖は、芳香族窒素含有複素環（Ｎ−複素環）を含む第１の繰り返し単位を含むポリカーボネートであって、
    前記Ｎ−複素環は、イミダゾール基、ピリジン基、およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれる、ポリカーボネート。
17. 脂肪族カーボネート骨格部分と、前記ポリカーボネート骨格部分と連結した側鎖とを含み、前記側鎖は、芳香族窒素含有複素環（Ｎ−複素環）を含む第１の繰り返し単位を含むポリカーボネートであって、
    前記第１の繰り返し単位は、
    およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれた構造を有する、ポリカーボネート。