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JP2006501138A - ドラッグデリバリーのための治療用ポリ無水物化合物 - Google Patents

ドラッグデリバリーのための治療用ポリ無水物化合物 Download PDF

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JP2006501138A JP2003570767A JP2003570767A JP2006501138A JP 2006501138 A JP2006501138 A JP 2006501138A JP 2003570767 A JP2003570767 A JP 2003570767A JP 2003570767 A JP2003570767 A JP 2003570767A JP 2006501138 A JP2006501138 A JP 2006501138A
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ユーリッチ，キャサリン・イー
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ラットガーズ，ザ・ステート・ユニバーシティ・オブ・ニュージャージー
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Abstract

アミン基、チオール基、アルコール基、またはフェノール基とカルボン酸基とを分子構造中に含有する低分子量薬物をポリマードラッグデリバリーシステムに連結するポリ無水物が提供される。さらに、これらのポリ無水物リンカーによってポリマードラッグデリバリーシステムを製造する方法、ならびにポリマードラッグデリバリーシステムによって低分子量薬物をホストに投与する方法が提供される。さらに、本発明のポリマードラッグデリバリーシステムに基づいた医療用インプラントが提供される。

Description

発明の詳細な説明
(発明の背景)
芳香族無水物または脂肪族無水物を含んだポリマーが、種々の用途向けに長年にわたって幅広く研究されている。例えば、1930年代においては、繊維工業において使用するための脂肪族ポリ無水物を含む繊維が製造された。1950年代半ばには、改良されたフィルム形成特性と繊維形成特性を有する芳香族ポリ無水物が製造された。ごく最近では、より高い熱安定性と加水分解安定性そして薬物徐放特性をもつポリ無水物を合成するための検討がなされている。
米国特許第4,757,128号と第4,997,904号は、二酸と酢酸との単離された高純度プレポリマーからの改良された薬物徐放特性を有するポリ無水物の製造について開示している。しかしながら、これらの生体適合性・生分解性の芳香族ポリ無水物はラジカル結合(radical bond)すなわち脂肪族結合(aliphatic bond)を有し、その結果、より親水性のモノマー(例えばセバシン酸)を含有するコポリマー中に組み込まれなければ、分解時間の長い化合物や比較的溶けにくい分解生成物が生じる。米国特許第4,757,128号と第4,997,904号に開示の芳香族ポリ無水物はさらに、ほとんどの有機溶媒に対して不溶性である。20,000より大きい重量平均分子量と0.3dL/gより大きい固有速度(intrinsic velocity)を有する脂肪族結合を含んだポリ無水物と生物学的に活性な物質とから均一なポリマーマトリックスとして製造される生物学的に侵食可能な(bioerodible)制御放出デバイスも、米国特許第4,888,176号に開示されている。脂肪族残基と芳香族残基とが均一に分布したポリ無水物ポリマーを含む生物活性化合物の制御されたデリバリーを果たすための生物学的に侵食可能な他のマトリックス物質が、米国特許第4,857,311号に開示されている。
傷口閉鎖用デバイスに使用するための、パラ置換ビス芳香族ジカルボン酸から製造される生体適合性・生分解性の芳香族ポリ無水物が、米国特許第5,264,540号に開示されている。しかしながら、これらの化合物は、高い溶融温度とガラス転移温度および溶解性の低下を示し、したがって処理するのが困難になる。開示されているポリ無水物はさらに、水によっては加水分解されないラジカル結合すなわち脂肪族結合を含む。
整形外科用途や歯科用途向けに使用するためのポリ無水物ポリマーマトリックスも開示されている。例えば、米国特許第4,886,870号(該特許の全開示内容を参照により本明細書に含める)は、生体適合性で疎水性のポリ無水物マトリックスを含んだ、補綴と埋め込みに対して有用な生物学的に侵食可能な物品を開示している。米国特許第5,902,599号(該特許の全開示内容を参照により本明細書に含める)はさらに、無水物プレポリマーを重合させることによって形成される、種々の歯科用途や整形外科用途に使用するための生分解性ポリマーネットワークを開示している。
改良された分解特性と処理特性と溶解特性、および分解生成物に基づいた有用性を有する生体適合性で生分解性のポリ無水物が現在開発されつつある。
(発明の概要)
本発明は、薬物分子をポリマードラッグデリバリーシステム中に結びつけるポリマー主鎖として作用する生体適合性・生分解性のポリ無水物を提供する。本発明のポリ無水物ポリマーは、溶解性と処理可能性の向上だけでなく、ラジカル結合すなわち脂肪族結合とは対照的に加水分解可能な結合(例えば、エステル、アミド、ウレタン、カルバメート、およびカーボネート)を使用することによる分解特性の向上も示す。ポリ無水物主鎖は、加水分解すると治療学的に活性な化合物をもたらし得る1つ以上の基を有する。本発明のポリマーは、式(I)
(式中、各R1は、ポリマーを加水分解すると治療学的に活性な化合物をもたらし得る基であり；Xは独立的に、アミド結合、チオエステル結合、またはエステル結合であり；R2は連結基であり；但し、前記治療学的に活性な化合物がオルト-ヒドロキシアリールカルボン酸ではない)で示される単位を主鎖中に1つ以上含む。
本発明のポリ無水物は、1つのカルボン酸基と少なくとも1つのアミン基、チオール基、アルコール基、もしくはフェノール基とを分子構造中に含有する低分子量の薬物分子を結びつけるのに使用される。したがって、式(I)のポリ無水物は、これらの低分子量薬物を含んだポリマードラッグデリバリーシステムのポリマー主鎖として機能する。
したがって本発明はさらに、式(I)のポリ無水物と、1つのカルボン酸基および少なくとも1つのアミン基、チオール基、アルコール基、もしくはフェノール基を分子構造中に含有する低分子量の薬物分子とを含んだ組成物(このとき薬物分子は、ポリ無水物を介して互いに結びつけられている)、当該組成物の製造法、および当該組成物の使用法に関する。こうしたポリマードラッグデリバリーシステムは、薬物を制御された仕方でホストの任意の部位に送達するための効果的な手段となる。“ホスト(host)”とは、動物と植物の両方を含むものとする。
本発明はさらに、本発明のポリマーと医薬として許容されうるキャリヤーとを含む医薬組成物を提供する。
本発明はさらに、治療を必要とする動物に有効量の本発明ポリマーを投与することを含む、動物における疾患を処置するための療法を提供する。
本発明はさらに、生体適合性・生分解性の本発明のポリマー(分解して生物学的に活性な化合物になる)をホストに投与することを含む、治療学的に活性な化合物をホストに送達する方法を提供する。
本発明は、薬物療法に使用するための本発明のポリマー、および哺乳類(例えばヒト)の疾患を治療するのに有用な医薬を製造するために本発明のポリマーを使用することを提供する。
本発明はさらに、本発明のポリマーを製造するのに有用なプロセスと中間体(本明細書に開示)を提供する。
本発明はさらに、医療用インプラントもしくは医療用微粒子に作製することができるか、あるいは医療用インプラントもしくは医療用微粒子に塗被または被覆することができる本発明の生物学的に活性な化合物(活性剤)もしくは薬物分子を含んだポリマーまたは組成物を提供する。
(発明の詳細な記述)
定義
特に明記しない限り、下記の定義を使用する。
本明細書で使用している冠詞“a”と“an”は、冠詞の文法上の目的語の1つまたは1つより多い数(すなわち少なくとも1つ)を表わしている。例えば、“an element”は、1種の元素または1種より多い元素を意味している。
ハロは、フルオロ、クロロ、ブロモ、またはヨードである。
アルキルやアルコキシ等は直鎖状と分岐鎖状の両方の基を表わしているが；個々の基(例えば“プロピル”)に言及している場合は直鎖の基のみを包含しており、分岐鎖の異性体(例えば“イソプロピル”)は明確に言及される。
アリールは、フェニル基類(a phenyl radical)、または約9〜10個の環原子を有するオルト縮合した二環式の炭素環式基(少なくとも一方の環が芳香族である)を表わしている。
ヘテロアリールは、炭素と1〜4個のヘテロ原子〔それぞれが、非ペルオキシド酸素、イオウ、およびN(X)(式中、Xは、存在しないか、あるいはH、O、(C1-C6)アルキル、フェニル、またはベンジルからなる群から選択される〕からなる5個または6個の環原子を含有する単環式芳香環の環炭素を介して結合した基、および特にベンズ誘導体(a benz-derivative)から誘導される約8〜10個の環原子を含有するオルト縮合した二環式の複素環基、あるいはプロピレンジラジカル、トリメチレンジラジカル、もしくはテトラメチレンジラジカルを前記複素環基に縮合させることによって誘導される基を含む。
“エステル結合”は-OC(=O)-または-C(=O)O-を意味し；“チオエステル結合”は-SC(=O)-または-C(=O)S-を意味し；“アミド結合”は-N(R)C(=O)-または-C(=O)N(R)-を意味し、このときRは適切な有機基〔例えば、水素、(C1-C6)アルキル、(C3-C6)シクロアルキル、(C3-C6)シクロアルキル(C1-C6)アルキル、アリール、ヘテロアリール、アリール(C1-C6)アルキル、またはヘテロアリール(C1-C6)アルキル〕である。“ウレタン”もしくは“カルバメート結合”は-OC(=O)N(R)-または-N(R)C(=O)O-を意味し、このとき各Rは適切な有機基〔例えば、水素、(C1-C6)アルキル、(C3-C6)シクロアルキル、(C3-C6)シクロアルキル(C1-C6)アルキル、アリール、ヘテロアリール、アリール(C1-C6)アルキル、またはヘテロアリール(C1-C6)アルキル〕である。“カーボネート結合”は-OC(=O)O-を意味している。
“アミノ酸”という用語は、D形またはL形での天然アミノ酸(例えば、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Glu、Gln、Gly、His、Hyl、Hyp、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、およびVal)の残基、ならびに非天然アミノ酸(例えば、ホスホセリン、ホスホスレオニン、ホスホチロシン、ヒドロキシプロリン、γ-カルボキシグルタメート；馬尿酸、オクタヒドロインドール-2-カルボン酸、スタチン(statine)、1,2,3,4-テトラヒドロイソキノリン-3-カルボン酸、ペニシラミン、オルニチン、シトルリン、α-メチル-アラニン、p-ベンゾイルフェニルアラニン、フェニルグリシン、プロパルギルグリシン、サルコシン、およびtert-ブチルグリシン)の残基を含む。“アミノ酸”という用語はさらに、従来のアミノ保護基(例えば、アセチルやベンジルオキシカルボニル)を有する天然および非天然アミノ酸、ならびにカルボキシ末端が保護(例えば、(C1-C6)アルキル、フェニル、ベンジルエステル、またはベンジルアミドとして；あるいはα-メチルベンジルアミドとして)された天然および非天然アミノ酸を含む。他の適切なアミノ保護基とカルボキシ保護基は当業者にとって公知である(例えば、「Greene,T.W.;Wutz,P.G.M.“Protecting Groups In Organic Synthesis”第２版,1991,New York,John Wiley & Sons,Inc.」および前記文献中に引用の文献を参照)。
“ホスト”は動物および植物を含む。
“ペプチド”は、2〜35のアミノ酸(例えば上記したもの)の配列またはペプチジル残基を表わしている。この配列は、直鎖状であってもよいし、あるいは環状であってもよい。例えば、環状ペプチドは、配列中の2つのシステイン残基間にジスルフィドブリッジを形成させることによって製造することができるし、あるいは配列中の2つのシステイン残基間にジスルフィドブリッジが形成されることで生じることがある。ペプチドは、3〜20または5〜15のアミノ酸を含むのが好ましい。ペプチド誘導体は、米国特許第4,612,302号、第4,853,371号、および第4,684,620号に開示のように、あるいは後述の実施例に記載のように製造することができる。該明細書中に記載のペプチド配列は、アミノ末端を左側に、そしてカルボキシ末端を右側に書いてある。
本発明のポリマー
生体適合性で生分解性の本発明のポリ無水物は、生物学的に活性な化合物の送達が要求される種々の用途に対して有用である。このような用途の例としては、医療用途、歯科用途、および美容用途などがあるが、これらに限定されない。
本発明のポリマーは、有益な物理的・化学的特性をもつ種々の有用な製品を製造すべく合成ポリマーの分野にて一般的に使用される方法にしたがって製造することができる。本発明のポリマーを容易にペーストに加工するか、あるいは容易に溶媒キャストして、種々の医療用インプラントを設計するための幾何学的形状を有するフィルム、被膜、微小球、および繊維を得ることができる。
医療用インプラントの用途は、ポリ無水物を使用して造形品(例えば、血管移植片や血管ステント、骨プレート、縫合糸、移植可能なセンサー、移植可能なドラッグデリバリーデバイス、組織再生用のステント、および既知の時間内にて分解して無毒性の部材になる他の物品)を形成させることを含む。
本発明のポリマーはさらに、経口製剤中に、ならびに皮膚保湿液、クレンザー、パッド、膏剤、ローション、クリーム、ゲル、軟膏、溶液、シャンプー、日焼け用品、および局所施用のためのリップスティック等の物品中に組み込むことができる。
本発明は、適切に官能化された生物学的に活性な化合物から製造されるホモポリマーを提供するけれども、１種以上の生物学的に活性な化合物を含んだポリマーの機械的特性と加水分解特性を、ポリマー主鎖中の連結基(R2)を変えることによって制御することができる、ということを本出願人は見い出した。
本発明のポリマーは、生物学的に活性な化合物とリンカー基(linker groups)(R2)が、エステル結合、チオエステル結合、アミド結合、またはこれらの組み合わせを介して一緒に結びついているという主鎖を含むのが好ましい。エステル結合、チオエステル結合、および/またはアミド結合が存在することにより、ポリマーを生理学的な条件下で加水分解して生物学的に活性な化合物を生成させることができる。したがって本発明のポリマーは、生物学的に活性な化合物に対する制御された放出源として、あるいは生物学的に活性な化合物を選定された部位に局所的に送達させるための媒体として特に有用でありうる。例えば、本発明のポリマーは、治療剤をヒト患者の体内の選定部位に(すなわち、腫瘍中あるいは腫瘍の近傍に)局所的に送達するのに使用することができ、このときポリマーの分解によって、治療剤の局所的で制御された放出が可能となる。
低分子量薬物分子のためのリンカーとして作用する生体適合性・生分解性のポリ無水物が現在開発されつつある。本発明のポリ無水物を介して結合した低分子量薬物を含む組成物は、制御された仕方での薬物の送達が求められる種々の用途に対して有用である。本発明の目的に適うよう、“低分子量薬物”とは、１つのカルボン酸基と、少なくとも1つのアミン基、アルコール基、もしくはフェノール基とをその構造中に有するあらゆる化合物を含むものとし、このとき前記化合物は、実証された薬理学的活性と約1000ダルトン以下の分子量を有する。
1つの実施態様においては、本発明のポリ無水物は、「Conix,Macromol.Synth.,2,95-99(1996)」に記載の方法によって製造される。この方法においては、ジカルボン酸を過剰の無水酢酸中にて還流温度でアセチル化し、次いで得られたカルボン酸無水物を180℃で2〜3時間溶融縮合する。生成したポリマーを、塩化メチレンからジエチルエーテル中に沈殿させることによって単離する。記載の方法は、ビス芳香族ジカルボン酸無水物を重合させて芳香族ポリ無水物を得るための、実質的に従来の方法である。
本発明のポリ無水物は、約1500ダルトン〜最大約100,000ダルトンの範囲の平均分子量〔分子量範囲の狭いポリスチレン標準に対してゲル透過クロマトグラフィー(GPC)により算出〕を有する。好ましい芳香族ポリ無水物は、約1500ダルトン〜最大約50,000ダルトンの平均分子量〔分子量範囲の狭いポリスチレン標準に対してゲル透過クロマトグラフィー(GPC)により算出〕を有する。好ましいアゾポリマー(azo-polymer)は、約1500ダルトン〜最大約35,000ダルトンの平均分子量を有する。
生物学的に活性な化合物
本発明のポリ無水物化合物は、数多くの低分子量薬物に対する、分解可能なポリマーによるドラッグデリバリーシステムのためのポリマー主鎖として機能させることができる、ということが見出された。ポリ無水物を介して分解可能なコポリマー中に連結させることのできる薬物は下記のような特性を有する。薬物は、約1,000ダルトン以下という比較的低い分子量を有する。薬物は、その分子構造中に1つのカルボン酸基を含有していなければならない。薬物はさらに、少なくとも1つのカルボン酸基(-COOH)、アミン基(-NHR)、チオール基(-SH)、アルコール基(-OH)、またはフェノール基(-Ph-OH)をその分子構造中に含有していなければならない。
“生物学的に活性な化合物”は、動物(例えば、ヒト等の哺乳類)に投与したときに、治療学的に望ましい効果をもたらす治療剤を含む。本発明のポリマー中に組み込むことのできる治療剤としては、適切に官能化された鎮痛薬、麻酔薬、抗パーキンソン病薬、抗感染薬、抗座瘡薬、抗生物質、抗コリン作用薬、抗凝血薬、抗痙攣薬、抗糖尿病薬、抗異常運動症薬、抗線維症薬(antifibrotic agents)、抗線維症薬(antifibrotics)、抗真菌薬、抗緑内障薬、抗炎症薬、抗新生物薬、抗骨粗鬆症薬、抗ページェット病薬、アンチスポラティクス(antisporatics)、抗発熱薬、防腐剤/殺菌剤、抗血栓薬、骨吸収阻害薬、カルシウム調節剤、心臓保護薬、心血管作動薬、中枢神経系刺激薬、コリンエステラーゼ阻害薬、避妊薬、脱臭薬、ドーパミン受容体アゴニスト、勃起不全薬、排卵誘発薬、胃腸薬、痛風薬、ホルモン、睡眠薬、免疫調整薬、免疫抑制薬、角質溶解薬、片頭痛薬、乗り物酔い薬、筋弛緩薬、ヌクレオシド類縁体、肥満治療薬、点眼薬、骨粗鬆症薬、副交感神経遮断薬、副交感神経興奮薬、プロスタグランジン、精神治療薬、呼吸器官薬、硬化薬、鎮静薬、皮膚・粘膜薬(skin and mucous membrane agents)、禁煙薬、交感神経遮断薬、合成抗菌薬、紫外線遮断薬、尿路薬、膣薬、および血管拡張薬などがある(「Physicians’ Desk Reference,第55版,2001,Medical Economics Company,Inc.,Montvale,New Jersey,p.201-202」を参照)。
好ましい実施態様においては、構造中に必要とされる官能基を有する低分子量薬物の適切な例を、鎮痛薬、麻酔薬、抗座瘡薬、抗生物質、合成抗菌薬、抗コリン作用薬、抗凝血薬、抗異常運動症薬、抗線維症薬(antifibrotics)、抗真菌薬、抗緑内障薬、抗炎症薬、抗新生物薬、抗骨粗鬆症薬、抗ページェット病薬、抗パーキンソン病薬、アンチスポラティクス(antisporatics)、抗発熱薬、防腐剤/殺菌剤、抗血栓薬、骨吸収阻害薬、カルシウム調節剤、角質溶解薬、硬化薬、および紫外線遮断薬(これらに限定されない)を含めたほとんど全ての種類の薬物において見出すことができる。
生物学的に活性な化合物はさらに、ポリマーの特性を変える〔例えば、他の分子(例えば、生物学的に活性な他の化合物)をポリマーに分岐、架橋、もしくは付加させることによって；ポリマーの溶解性を変えることによって；あるいはポリマーの生体分布を果たすことによって〕のに使用できる他の官能基(ヒドロキシ基、メルカプト基、アミン基、カルボン酸基、および他の基を含めて)を含んでよい。治療剤のリスト、例えば、「Physicians’ Desk Reference,第55版,2001,Medical Economics Company,Inc.,Montvale,New Jersey」；「USPN Dictionary of USAN and International Drug Names,2000,The United States Pharmacopeial Convention,Inc.,Rockville,Maryland」；および「The Merck Index,第12版,1996,Merck & Co.,Inc.,Whitehouse Station,New Jersey」；において見出すことができる。当業者は、本発明のポリマー中に組み込むのに必要な官能基を有する治療剤を、これらのリストから容易に選択することができる。
本発明において使用するのに適した抗菌化合物の例としては、4-スルフェニルアミドサリチル酸、アセジアスルホン(acediasulfone)、アンフェナク、アモキシシリン、アンピシリン、アパルシリン、アピサイクリン(apicycline)、アスポキシシリン、アズトレオナム、バンバーマイシン、ビアペネム、カルベニシリン、カルモナム、セファドロキシル、セファマンドール、セファトリジン、セフブペラゾン、セフクリジン、セフジニル、セフジトレン、セフェピム、セフェタメット(cefetamet)、セフィキシム、セフメノキシム、セフミノックス、セフォジジム、セフォニシド、セフォペラゾン、セフォラニド、セフォタキシム、セフォテタン、セフォチアム、セフォゾプラン、セフピミゾール、セフピラミド、セフピロム、セフプロジル、セフロキサジン、セフタジジム、セフテラム、セフチブテン、セフトリアキソン、セフゾナム、セファレキシン、セファログリシン、セファロスポリンC、セフラジン、シプロフロキサシン、クリナフロキサシン、シクラシリン、エノキサシン、エピシリン、フロモキセフ、グレパフロキサシン、ヘタシリン、イミペネム、ロメフロキサシン、リメサイクリン、メロペネム、モクサラクタム、ムピロシン、ナジフロキサシン、ノルフロキサシン、パニペネム、パズフロキサシン、ペニシリンN、ピペミド酸、キナシリン(quinacillin)、リチペネム、サラゾスルファジミジン、スパルフロキサシン、スクシスルホン、スルファクリソイジン、スルファロキシ酸(sulfaloxic acid)、テイコプラニン、テマフロキサシン、テモシリン(temocillin)、チカルシリン、チゲモナム(tigemonam)、トスフロキサシン、トロバフロキサシン、およびバンコマイシン等があるが、これらに限定されない。
本発明での使用に適した抗真菌化合物の例としては、アンフォテリシンB、アザセリン、カンジシジン、ルセンソマイシン、ナタマイシン、およびナイスタチン等があるが、これらに限定されない。
本発明での使用に適した抗腫瘍性化合物の例としては、6-ジアゾ-5-オキソ-L-ノルロイシン、アザセリン、カルジノフィリンA、デノプテリン(denopterin)、エダトレキセート、エフロニチン、メルファラン、メトトレキセート、マイコフェノール酸、ポドフィリン酸2-エチルヒドラジド(podophyllinic acid 2-ethylhydrazide)、プテロプテリン、ストレプトニグリン(streptnigrin)、トムデックス(Tomudex)(登録商標)〔N-((5-(((1,4-ジヒドロ-2-メチル-4-オキソ-6-キナゾリニル)メチル)メチルアミノ)-2-チエニル)カルボニル)-L-グルタミン酸〕、およびウベニメックス等があるが、これらに限定されない。
本発明での使用に適した抗血栓化合物の例としては、アルガトロバン、イロプロスト、ラミフィバン(lamifiban)、タプロステン(taprostene)、およびチロフィバン等があるが、これらに限定されない。
本発明での使用に適した免疫抑制化合物の例としては、ブシラミン、マイコフェノール酸、プロコダゾール(procodazole)、ロムルチド、およびウベニメックス等があるが、これらに限定されない。
本発明での使用に適したNSAID化合物の例としては、3-アミノ-4-ヒドロキシ酪酸、アセクロフェナック、アミノプロフェン、ブロムフェナック、ブマジゾン、カルプロフェン、ジクロフェナック、ジフルニサル、エンフェナミン酸、エトドラック、フェンドサール(fendosal)、フルフェナミン酸、ゲンチシン酸、メクロフェナミン酸、メフェナミン酸、メサラミン、ニフルム酸、オルサラジンオキサセプロール(olsalazine oxaceprol)、S-アデノシルメチオニン、サリチル酸、サルサレート、スルファサラジン、およびトルフェナミン酸等があるが、これらに限定されない。
連結基“R 2 ”
本発明ポリマー中の連結基“R2”の性質は、本発明のポリマーが、容認できる機械的特性と選択された治療用途のための放出動力学とを有するのであれば、重要なポイントとはならない。連結基R2は一般に、約25ダルトン〜約400ダルトンの分子量を有する二価の有機基である。R2は、約40ダルトン〜約200ダルトンの分子量を有するのがさらに好ましい。
連結基R2は一般に、標準的な結合長と結合角を使用して、約5オングストローム〜約100オングストロームの長さを有する。連結基Lは、約5オングストローム〜約50オングストロームの長さを有するのがさらに好ましい。
連結基は、生物学的に不活性であってもよいし、あるいはそれ自体が生物学的活性を有していてもよい。連結基はさらに、ポリマーの特性を変える〔例えば、他の分子(例えば、生物学的に活性な他の化合物)をポリマーに分岐、架橋、もしくは付加させることによって；ポリマーの溶解性を変えることによって；あるいはポリマーの生体分布を果たすことによって〕のに使用できる他の官能基(ヒドロキシ基、メルカプト基、アミン基、カルボン酸基、および他の基を含めて)を含んでよい。
特定の意味と好ましい意味(Specific And Preferred Values)
基(radical)、置換基、群(group)、および範囲に関して本明細書に記載の特定の意味と好ましい意味は、単に例示のために挙げたものであって、これらの意味は、他の定義された意味または基と置換基に関して定義された範囲内での他の意味を除外するものではない。
具体的に言うと、(C1-C6)アルキルは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、ペンチル、3-ペンチル、またはヘキシルであってよく；(C3-C6)シクロアルキルは、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、またはシクロヘキシルであってよく；(C3-C6)シクロアルキル(C1-C6)アルキルは、シクロプロピルメチル、シクロブチルメチル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、2-シクロプロピルエチル、2-シクロブチルエチル、2-シクロペンチルエチル、または2-シクロヘキシルエチルであってよく；(C1-C6)アルコキシは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec-ブトキシ、ペントキシ、3-ペントキシ、またはヘキシルオキシであってよく；(C1-C6)アルカノイルは、アセチル、プロパノイル、またはブタノイルであってよく；(C1-C6)アルコキシカルボニルは、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニル、またはヘキシルオキシカルボニルであってよく；(C1-C6)アルキルチオは、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ、ブチルチオ、イソブチルチオ、ペンチルチオ、またはヘキシルチオであってよく；(C2-C6)アルカノイルオキシは、アセトキシ、プロパノイルオキシ、ブタノイルオキシ、イソブタノイルオキシ、ペンタノイルオキシ、またはヘキサノイルオキシであってよく；アリールは、フェニル、インデニル、またはナフチルであってよく；そしてヘテロアリールは、フリル、イミダゾリル、トリアゾリル、トリアジニル、オキサゾイル、イソオキサゾイル、チアゾリル、イソチアゾイル、ピラゾリル、ピロリル、ピラジニル、テトラゾリル、ピリジル(もしくはそのN-オキシド)、チエニル、ピリミジニル(もしくはそのN-オキシド)、インドリル、イソキノリル(もしくはそのN-オキシド)、またはキノリル(もしくはそのN-オキシド)であってよい。
本発明のポリマー中に組み込むことのできる生物学的に活性な特定の化合物は、3-アミノ-4-ヒドロキシ酪酸、6-ジアゾ-5-オキソ-L-ノルロイシン、アセクロフェナック、アセジアスルホン、アルミノプロフェン、アンフェナック、アモキシシリン、アンフォテリシンB、アンピシリン、アパルシリン、アピサイクリン、アスポキシリン、アザセリン、アズトレオナム、バンバーマイシン、ビアペネム、ブロムフェナック、ブシラミン、ブマジゾン、カンジシジン、カルベニシリン、カルプロフェン、カルモナム、カルジノフィリンA、セファドロキシル、セファマンドール、セファトリジン、セフブペラゾン、セフクリジン、セフジニル、セフジトレン、セフェピム、セフェタメット、セフィキシム、セフメノキシム、セフミノックス、セフォジジム、セフォニシド、セフォペラゾン、セフォラニド、セフォタキシム、セフォテタン、セフォチアム、セフォゾプラン、セフピミゾール、セフピラミド、セフピロム、セフプロジル、セフロキサジン、セフタジジム、セフテラム、セフチブテン、セフトリアキソン、セフゾナム、セファレキシン、セファログリシン、セファロスポリンC、セフラジン、シプロフロキサシン、クリナフロキサシン、シクラシリン、デノプテリン、ジクロフェナック、エダトレキセート、エフロニチン、エンフェナミン酸、エノキサシン、エピシリン、エトドラック、フロモキセフ、フルフェナミン酸、グレパフロキサシン、ヘタシリン、イミペネム、ロメフロキサシン、ルセンソマイシン、リメサイクリン、メクロフェナミン酸、メフェナミン酸、メルファラン、メロペネム、メトトレキセート、モクサラクタム、ムピロシン、マイコフェノール酸、ナジフロキサシン、ナタマイシン、ニフルム酸、ノルフロキサシン、ニスタチン、オキサセプロール(oxaceprol)、パニペネム、パズフロキサシン、ペニシリンN、ピペミド酸、ポドフィリン酸2-エチルヒドラジド、プロコダゾール、プテロプテリン、キナシリン、リチペネム、ロムルチド、S-アデノシルメチオニン、サラゾスルファジミジン、スパルフロキサシン、ストレプトニグリン、スクシスルホン、スルファクリソイジン、スルファロキシ酸、テイコプラニン、テマフロキサシン、テモシリン、チカルシリン、チゲモナム、トルフェナミン酸、トムデックス(Tomudex)(登録商標)〔N-((5-(((1,4-ジヒドロ-2-メチル-4-オキソ-6-キナゾリニル)メチル)メチルアミノ)-2-チエニル)カルボニル)-L-グルタミン酸〕、トスフロキサシン、トロバフロキサシン、ウベニメックス、またはバンコマイシンである。
R2に対する他の特定の意味は、1〜20個の炭素原子を有する、分岐もしくは非分岐で飽和または不飽和の二価の炭化水素鎖であり、このとき炭化水素鎖の炭素が、(C1-C6)アルコキシ、(C3-C6)シクロアルキル、(C1-C6)アルカノイル、(C1-C6)アルカノイルオキシ、(C1-C6)アルコキシカルボニル、(C1-C6)アルキルチオ、アジド、シアノ、ニトロ、ハロ、ヒドロキシ、オキソ、カルボキシ、アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール、およびヘテロアリールオキシからなる群から選択される1つ以上(例えば、1、2、3、または4)の置換基で置換されていてもよい。
R2に対する他の特定の意味はアミノ酸である。
R2に対する他の特定の意味はペプチドである。
R2に対する他の特定の意味は、1〜20個の炭素原子を有する、分岐もしくは非分岐で飽和または不飽和の二価の炭化水素鎖であり、このとき炭素原子の1つ以上(例えば、1、2、3、または4)が(-O-)または(-NR-)で置き換えられていてもよい。
R2に対するさらなる特定の意味は、3〜15個の炭素原子を有する、分岐もしくは非分岐で飽和または不飽和の二価の炭化水素鎖であり、このとき炭素原子の1つ以上(例えば、1、2、3、または4)が(-O-)または(-NR-)で置き換えられていてもよく、炭化水素鎖の炭素が、(C1-C6)アルコキシ、(C3-C6)シクロアルキル、(C1-C6)アルカノイル、(C1-C6)アルカノイルオキシ、(C1-C6)アルコキシカルボニル、(C1-C6)アルキルチオ、アジド、シアノ、ニトロ、ハロ、ヒドロキシ、オキソ、カルボキシ、アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール、およびヘテロアリールオキシからなる群から選択される1つ以上(例えば、1、2、3、または4)の置換基で置換されていてもよい。
R2に対する他のさらなる特定の意味は、3〜15個の炭素原子を有する、分岐もしくは非分岐で飽和または不飽和の二価の炭化水素鎖であり、このとき炭素原子の1つ以上(例えば、1、2、3、または4)が(-O-)または(-NR-)で置き換えられていてもよい。
R2に対する他のさらなる特定の意味は、3〜15個の炭素原子を有する、分岐もしくは非分岐で飽和または不飽和の二価の炭化水素鎖である。
R2に対する他のさらなる特定の意味は、3〜15個の炭素原子を有する、分岐もしくは非分岐の二価の炭化水素鎖である。
R2に対する好ましい意味は、6〜10個の炭素原子を有する、分岐もしくは非分岐の二価の炭化水素鎖である。
R2に対するさらに好ましい意味は、7、8、または9個の炭素原子を有する二価の炭化水素鎖である。
R2に対する最も好ましい意味は、8個の炭素原子を有する二価の炭化水素鎖である。
本発明の特定のポリ無水物リンカーは、式(I)
〔式中、R1は、アルキル、シクロアルキル、置換アルキル、芳香族基、置換芳香族基、ラクタム、およびラクトンからなる群から選択され；Xは、アミド、チオアミド、エステル、およびチオエステルからなる群から選択され；そしてR2は、-(CH2)n-(式中、nは1〜20である)で示されるアルキルである〕で示される構造を含む。
本発明の特定のポリ無水物ポリマーは、生物学的に活性な化合物がα-ヒドロキシカルボン酸ではないという条件で生物学的に活性な化合物を含む。
本発明の特定のポリ無水物ポリマーは、生物学的に活性な化合物がオルト-ヒドロキシアリールカルボン酸でないという条件で生物学的に活性な化合物を含む。
各R1が、ポリマーの加水分解によって、生物学的に活性な異なった化合物を生成するような基であるという場合のポリマーが、２種の治療剤の組み合わせ物を動物に投与するのに特に有用である。
ポリ無水物化合物の好ましい群は、少なくとも1つの遊離カルボン酸基、少なくとも1つのアルコール基、および、自己重合できるか、あるいはカルボン酸基、アルコール基、アミン基、もしくは塩化ビス(アシル)と共重合できる、反応に対して利用可能なカルボン酸基もしくはアミン基を含有する化合物で構成されるポリマーを含む。
製剤
本発明のポリマーは、医薬組成物として製剤して、選択した投与経路(すなわち、経口投与、直腸投与、非経口投与、静脈内投与、筋肉内投与、腹腔内投与、髄腔内投与、頭蓋内投与、局所投与、眼内投与、または皮下投与)に適合させた種々の形態にて哺乳類ホスト(例えばヒト患者)に投与することができる。幾つかの投与経路に対しては、本発明のポリマーを微粉化粒子として簡便に製剤することができる。
したがって本発明の化合物は、医薬として許容されうるビヒクル(例えば、不活性な希釈剤または吸収可能な可食性キャリヤー)と組み合わせて全身的に投与(例えば経口投与)することができる。本発明の化合物は、ハードシェルもしくはソフトシェルのゼラチンカプセル中に封入することもできるし、錠剤に打錠することもできるし、あるいは患者の規定食の食物と一緒に直接導入することもできる。経口治療投与の場合、活性化合物を１種以上の賦形剤と組み合わせて、摂取可能な錠剤、バッカル錠、トローチ、カプセル、エリキシル、懸濁液、シロップ、およびウエハー等の形態で使用することができる。このような組成物および製剤は、少なくとも0.1重量%のポリマーを含有するのが好ましい。当然ながら、組成物と製剤のパーセンテージは変わってよく、便宜的には、所定の単位剤形の約2〜約80重量%であってよく、好ましくは2〜約60重量%であってよい。こうした治療学的に有用な組成物中のポリマーの量は、効果的な用量レベルが得られるような量である。
錠剤、トローチ、丸剤、およびカプセル等はさらに、トラガカントゴム、アラビアゴム、コーンスターチ、またはゼラチン等の結合剤；リン酸二カルシウム等の賦形剤；コーンスターチ、ポテトスターチ、およびアルギン酸等の崩壊剤；ステアリン酸マグネシウム等の滑剤；およびスクロース、フルクトース、ラクトース、もしくはアスパルテーム等の甘味剤を含有してもよく、あるいはペパーミント、冬緑油、もしくはチェリー風味剤等の風味剤を加えてもよい。単位剤形がカプセルの場合、カプセルは、上記種類の物質のほかに、植物油やポリエチレングリコール等の液体キャリヤーを含有してもよい。他の種々の物質が、固体単位剤形のコーティングとして存在してもよいし、あるいは固体単位剤形の物理的形態を変えるために存在してもよい。例えば、錠剤、丸剤、またはカプセルを、ゼラチン、ワックス、シェラック、または糖等で被覆することができる。シロップまたはエリキシルは、活性化合物、甘味剤としてのスクロースもしくはフルクトース、保存剤としてのメチルパラベンとプロピルパラベン、およびチェリー風味剤やオレンジ風味剤等の色素・風味剤を含有してよい。言うまでもないが、任意の単位剤形を製造する際に使用されるいかなる物質も、医薬として許容されうるものでなければならず、また使用される量において実質的に無毒性でなければならない。さらに、活性化合物を徐放製剤と徐放デバイス中に組み込むこともできる。
本発明のポリマーはさらに、輸液もしくは注射によって、静脈内投与、髄腔内投与、頭蓋内投与、または腹腔内投与を行うこともできる。アルコール等の適切な溶媒を使用して(必要に応じて無毒性の界面活性剤と混合する)ポリマーの溶液を調製することができる。グリセロール、液体ポリエチレングリコール、トリアセチン、これらの混合物、およびオイル中に混合することで分散液も調製することができる。保存と使用に対する通常の条件下において、これらの調製物は、微生物の増殖を防ぐために保存剤を含有する。
注射もしくは輸液に適した医薬剤形は、無菌で注射可能もしくは輸液可能の溶液または分散液をその場で調製できるように適合させた(必要に応じてリポソーム中にカプセル封入する)、活性成分を含有するポリマーを含んだ無菌の溶液もしくは分散液または無菌の粉末を含んでよい。あらゆる場合において、最終的な剤形は、製造と保存の条件下にて無菌であって、流動性であって、且つ安定でなければならない。液体キャリヤーまたは液体ビヒクルは、例えば、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコール等)、植物油、無毒性のグリセリルエステル、およびこれらの適切な混合物を含んだ溶媒もしくは液状分散媒体であってよい。適切な流動性は、例えば、リポソームを形成させることによって、分散液の場合には必要とされる粒径を維持することによって、あるいは界面活性剤を使用することによって保持することができる。微生物の作用の防止は、種々の抗細菌剤と抗真菌剤(例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルゾン酸、およびチメロサール等)を使用することによって果たすことができる。多くの場合、等張化剤(例えば、糖、緩衝液、または塩化ナトリウム)を含むのが好ましい。注射可能な組成物の持続性吸収は、組成物中に吸収を遅らせる薬剤(例えば、モノステアリン酸アルミニウムやゼラチン)を使用することによって果たすことができる。
無菌の注射可能溶液は、必要とされる量のポリマーを、必要に応じて、上記にて列挙した他の種々の成分と共に適切な溶媒中に組み込み、次いで濾過滅菌することによって調製される。無菌の注射可能な溶液を調製するための無菌粉末の場合には、好ましい調製法は真空乾燥法と凍結乾燥法であり、これらの方法によって、あらかじめ調製された濾過滅菌溶液中に存在していた活性成分と必要とされる任意追加成分との混合粉末が得られる。
局所投与の場合は、本発明のポリマーをポリマー単独の形態(pure form)にて施用することができる。しかしながら一般には、本発明のポリマーを、皮膚病学的に許容されうるキャリヤー(固体であっても液体であってもよい)と組み合わせた組成物もしくは配合物として投与するのが望ましい。
有用な固体キャリヤーとしては、タルク、クレー、マイクロクリスタリンセルロース、シリカ、およびアルミナ等の微粉化固体がある。有用な液体キャリヤーとしては、本発明の化合物を有効なレベルにて溶解もしくは分散させることのできる(必要に応じて無毒性の界面活性剤を使用する)アルコール、グリコール、またはアルコール/グリコールブレンドがある。ある特定の用途に対する特性を最適化するために、芳香剤やさらなる抗菌剤等のアジュバントを加えることができる。こうして得られる液体組成物を、吸収性パッド(包帯や他の包帯材を含浸させるのに使用される)から施用することもできるし、あるいはポンプタイプ噴霧器またはエアロゾル噴霧器を使用して患部に噴霧することもできる。
合成ポリマー、脂肪酸、脂肪酸塩、脂肪酸エステル、脂肪アルコール、変性セルロース、または変性無機質等の増粘剤を液体キャリヤーと共に使用して、ユーザーの皮膚に直接施すための、展開可能なペースト、ゲル、軟膏、および石鹸等を作製することができる。
本発明のポリマーを皮膚に供給するのに使用できる有用な皮膚病学的組成物の例が当業界に知られている。例えば、Jacquetらによる米国特許第4,608,392号、Geriaによる米国特許第4,992,478号、Smithらによる米国特許第4,559,157号、およびWortzmanによる米国特許第4,820,508号を参照。
用量
本発明のポリマーの有用な用量は、動物モデルにおける治療剤のインビトロ活性とインビボ活性を比較することによって決定することができる。マウスや他の動物における有効用量をヒトに対して外挿する方法が当業界に公知である(例えば、米国特許第4,938,949号を参照)。さらに、所定のポリマーに関する加水分解速度を、種々の生理学的な条件下で測定することによって決定することができる。治療における使用に対して必要とされるポリマーの量は、選択するポリマーの種類だけでなく、投与経路、処置される疾病の特質、および患者の年齢と状態によっても変わり、最終的には、担当の医師もしくは臨床医の判断による。
所望の用量は、単回投与として、あるいは適切な間隔で投与される分割投与(例えば、１日当たり２回、３回、４回、またはそれ以上のサブ投与)として簡便に供給することができる。サブ投与自体を、例えば、大まかに間隔を置いた多くの個別の投与にさらに分割することもできる。
組み合わせ療法
本発明のポリマーはさらに、治療剤の組み合わせ物を動物に投与するのにも有用である。このような組み合わせ療法は、以下のような方法にて実施することができる：1)第2の治療剤を本発明のポリマーのポリマー・マトリックス中に分散し、ポリマーを分解させることで前記治療剤を放出させることができる；2)生理学的な条件下にて加水分解を起こして第2の治療剤を放出するという結合を使用して、第2の治療剤を本発明のポリマーに(すなわち、ポリマーの主鎖中にではなく)付け加えることができる；3)本発明のポリマーが2種の治療剤をポリマー主鎖(例えば、式(I)の単位を1つ以上含んだポリマー)中に組み込んでもよい；あるいは4)本発明の2種のポリマー(それぞれが異なった治療剤を有する)を一緒に(あるいは短時間で)投与することができる。
したがって本発明はさらに、本発明のポリマーと、本発明のポリマーのポリマー・マトリックス中に分散された第2の治療剤とを含む医薬組成物を提供する。本発明はさらに、本発明のポリマーに付け加えられた(例えば、生理学的な条件下で加水分解を起こして第2の治療剤を放出するような結合を使用して)第2の治療剤を有する本発明のポリマーを含んだ医薬組成物を提供する。
さらに、本発明のポリマーを、ある疾病を治療するのに有効な他の治療剤と組み合わせて投与して、組み合わせ療法を可能にすることもできる。したがって本発明はさらに、本発明のポリマーと他の治療剤との組み合わせ物を有効量にて投与することを含む、哺乳類における疾患を治療するための方法を提供する。本発明はさらに、本発明のポリマー、他の治療剤、および医薬として許容されうるキャリヤーを含んだ医薬組成物を提供する。
本発明のポリマーの製造
本発明のポリ無水物ポリマーの製造法を本発明のさらなる実施態様として提供し、以下に記載の手順によって説明するが、特に明記しない限り、総称的な基の意味は前記にて定義した通りである。
例えば、本発明のポリマーは、式(Z1-R1-Z2)で示される生物学的に活性な化合物と式Y1-R2-Y2で示されるリンカー前駆体(式中、Z1とZ2の一方の基がカルボン酸基であり、Y1、Y2、Z1、およびZ2の他方の基が、下記の表に記載の意味から独立的に選択される)からスキームIに記載のように製造することができる。
生物学的に活性な化合物とリンカー前駆体は、本発明のポリマー(I)(式中、各Xは、独立的にエステル結合、チオエステル結合、またはアミド結合である)を得るために、よく知られている合成法(例えば縮合による方法)を使用して重合させることができる。
生物学的に活性な化合物の反応性官能基(Z1とZ2)に応じて、対応する官能基(Y1またはY2)を下記の表から選択して、ポリマー主鎖中にエステル結合、チオエステル結合、またはアミド結合をもたらすことができる。
当業者には公知のことであるが、スキームIに示されている反応において(そして、下記のスキームII〜XVに示されている反応において)適切な保護基を使用することができる。例えば、生物学的に活性な化合物またはリンカー前駆体中に存在する他の官能基を重合時に保護処理し、引き続き保護基を取り除いて本発明のポリマーを得ることができる。適切な保護基とそれらを導入および除去するための方法は当業界によく知られている(例えば、Greene,T.W.とWutz,P.G.M.による「Protecting Groups In Organic Synthesis,第２版,1991,New York,John Wiley & Sons,Inc.」を参照)。
さらに、カルボン酸とヒドロキシ基、メルカプト基、またはアミン基とを反応させて、エステル結合、チオエステル結合、またはアミド結合を得る場合は、反応の前にカルボン酸を、例えば対応する酸塩化物を形成させることによって活性化することができる。カルボン酸を活性化するための多くの方法、およびエステル結合、チオエステル結合、およびアミド結合を形成させるための多くの方法が当業界に公知である(例えば、「Advanced Organic Chemistry:Reaction Mechanism and Structure,第４版,Jerry March,John Wiley & Sons,p.419-437及びp.1281」を参照)。
本発明のポリ無水物/ポリエステルは、式(HOOC-R1-OH)のヒドロキシ/カルボン酸と式HOOC-R2-COOHのリンカー前駆体とからスキーム2に示すように製造することができる。
本発明のポリ無水物/ポリアミドは、スキーム2に示したのと類似の手順を使用して、スキーム2における生物学的に活性なヒドロキシ/カルボン酸化合物を、生物学的に活性な適切なアミン/カルボン酸化合物で置き換えることによって製造することができる。
本発明のポリ無水物/ポリチオエステルは、スキーム2に示したのと類似の手順を使用して、スキーム2における生物学的に活性なヒドロキシ/カルボン酸化合物を適切なメルカプト/カルボン酸化合物で置き換えることによって製造することができる。
これとは別に、本発明のポリ無水物/ポリエステルは、式HOOC-R1-COOHのジカルボン酸と式(HO-R2-OH)のジオールリンカー前駆体とからスキーム3に示すように製造することができる。
本発明のポリ無水物/ポリアミドは、スキーム2に示したのと類似の手順を使用して、スキーム3におけるジオールリンカー化合物を適切なジアミン化合物で置き換えることによって製造することができる。
本発明のポリ無水物/ポリチオエステルは、スキーム2に示したのと類似の手順を使用して、スキーム3におけるジオールリンカー化合物を適切なジメルカプト化合物で置き換えることによって製造することができる。
本発明の他のポリマーは、本明細書に記載の反応を使用して、そして所望のポリマーを得るための適切な基を有する出発物質を使用して製造することができる。
本発明のポリマードラッグデリバリーシステムは、プロトン核磁気共鳴(NMR)分光分析法、赤外(IR)分光分析法、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、示差走査熱量法(DSC)、および熱重量分析(TGA)によって特徴づけることができる。赤外分光分析法の場合、サンプルは、NaClプレート上への溶剤キャスティングによって調製される。1H-NMRスペクトルと13C-NMRスペクトルは、CDCl3またはDMSO-d6を内部標準溶媒として使用した溶液に対して得られる。
GPCは、分子量と多分散性を測定するために行う。この方法においては、サンプルをテトラヒドロフラン中に溶解し、混合床カラム(PEPLゲル、5μmの混合床)を通して0.5mL/分の流量で溶離する。サンプル(約5mg/mL)をテトラヒドロフラン中に溶解し、0.5μmのPTFEシリンジフィルターを使用して濾過してからカラムに注入するのが好ましい。分子量は、分子量範囲の狭いポリスチレン標準(ポリサイエンス社)を基準として測定される。
熱分析はさらに、PEAD-4自動平衡機構とPyris(パイリス)1 DSCアナライザーを装備したTGA7熱重量アナライザーからなるパーキン-エルマーシステム等のシステムを使用して行うことができる。このシステムにおいては、パイリスのソフトウェアを使用して、DECベンチュリス(Venturis)5100コンピュータによりデータ解析を行う。DSCの場合、5〜10mgの平均サンプル重量を、30psiのN2流量にて10℃/分の割合で加熱する。TGAの場合、10mgの平均サンプル重量を、8psiのN2流量にて20℃/分の割合で加熱する。セサイル落下接触角(Sessile drop contact angle)の測定値は、蒸留水を使用するNRLゴニオメーター(Rame-hart)によって得られる。ポリマーの塩化メチレン溶液(10%wt/volume)をガラス・スリップ上に5,000rpmで30秒回転塗布する。
本発明のポリマードラッグデリバリーシステムの分解プロフィールと薬物放出プロフィールも通常の仕方で調べることができる。これらの実験では、ポリマーをフィルム、ペレット、ミクロ球体、ナノ球体、または繊維に加工する。加工後、何らかの物理化学的な変化が加工中に起きたかどうかを調べるために物質の特性決定を行う。次いで、均一に加工、計量、および特性づけしたサンプルを、酸性のリン酸塩緩衝液、中性のリン酸塩緩衝液、および塩基性のリン酸塩緩衝液(生理学的な範囲をシミュレートするために選定される条件)中の３通りにて分解させる。定期的に、緩衝液を除去し、新たな媒体で置き終えて、シンク状態(sink conditions)をシミュレートする。使用済みの緩衝液をHPLCによって分析して、薬物の累加的な放出量を測定する。定められた時間にて、緩衝液からサンプルを取り出し、表面的に乾燥する(ふき取る)。次いで重量を測定して水の取り込み量を調べる。この時点で、接触角(水和している)も測定して、分解時における疎水性の変化を調べる。次いでサンプルを減圧下で充分に乾燥し、重量を測定して質量の低下率を調べる。再び接触角(乾燥)を測定して、乾燥物質の疎水性を、そしてこれが水和物質の疎水性にどの程度匹敵するかを調べる。分解生成物の累加的な放出量を時間に対してプロットすることによって、分解の動力学を明らかにすることができる。時間に対する湿潤ポリマー重量と乾燥ポリマー重量から、物質がバルク侵食性であるかあるいは表面侵食性であるかがわかる。水の取り込み量の増大が見られれば、ポリマーはバルク侵食性であると決定することができ、水の取り込み量がほとんど又は全く見られなければ、ポリマーは表面侵食性であると考えられる。乾燥重量の変化を時間に対してプロットすることによって、侵食されるにつれてポリマーが失う質量を決定することができる。こうしたデータは、物質がどのように分解していくかについてのさらなる知見をもたらす。さらに、時間に対する分子量の変化も調べて、分解に関する結果をより確実にする。
本発明のポリ無水物化合物は、合成ポリマーの分野で一般的に使用される公知の方法によって単離することができ、有用な物理的・化学的特性をもつ種々のドラッグデリバリー物質を得るのに使用される。本発明のポリ無水物化合物を含むポリマードラッグデリバリーシステムは、ペーストに容易に加工することもできるし、あるいは溶剤キャストして、種々の医療用インプラントを設計するための異なった幾何学的形状を有するフィルム、被膜、ミクロ球体、および繊維を得ることもでき、そしてさらには、圧縮成形や押出によって加工することもできる。医療用インプラントの応用は、ポリ無水物を使用して造形品(例えば、血管移植片や血管ステント、骨プレート、縫合糸、埋め込み可能なセンサー、埋め込み可能なドラッグデリバリーデバイス、組織再生用ステント、および選択された低分子量薬物を既知の時間内で埋め込み部位に送達しつつ害を及ぼさない形で分解する他の物品)を作製することを含む。さらに、本発明のこれらポリ無水物を介して結合された薬物を、経口製剤中に、ならびに皮膚保湿剤、クレンザー、パッド、プラスター、ローション、クリーム、ゲル、軟膏、溶液、シャンプー、日焼け用品、および局所施用のためのリップスティック等の物品中に組み込むこともできる。
選択された使用に対して効果的であるホストに投与すべきポリマー薬物の量は、当業者であれば、多くの実験を行わなくても容易に決定することができる。この量は本質的に、選択された使用に対して効果的な処置が得られることが知られている薬物の量に相当する。
本発明はさらに、低分子量薬物の送達が求められるような応用において、ポリ無水物を介して結合したこれらの低分子量薬物を含む組成物を使用する方法に関する。送達の経路は、投与しようとする薬物の種類および処置しようとする疾病の状態にしたがって選定される。例えば、低分子量薬物(例えば、アモキシシリンやセファレキシン)を連結している式(I)のポリ無水物を含んだ本発明の組成物を経口投与または局所投与して、細菌感染症を治療することができる。同様に、低分子量薬物(例えば、カルビドーパやレボドーパ)を連結している式(I)のポリ無水物を含んだ本発明の組成物をパーキンソン病に罹患している患者に経口投与して、この疾患の症状を緩和することができる。
本発明の1つの実施態様においては、2種の異なった低分子量薬物を単一のポリマードラッグデリバリーシステムに連結させるのに式(I)のポリ無水物が使用される。例えば、カルビドーパとレボドーパの両方を単一のポリマードラッグデリバリーシステムによって同時に送達できるように、式(I)のポリ無水物を使用してカルビドーパの薬物分子とレボドーパの薬物分子とを連結することができる。
本発明の他の実施態様は、少なくとも1つのアミン基、チオール基、アルコール基、もしくはフェノール基と1つのカルボン酸基とを分子構造中に含有する低分子量薬物分子をポリマードラッグデリバリーシステム中に連結する方法を含み、前記方法は、(a)低分子量薬物分子のカルボン酸基を保護すること；(b)低分子量薬物分子に式(IV)
(式中、nは1〜20である)の塩化ポリ無水物リンカーを加えること、これによって薬物分子が式(IV)のポリ無水物リンカーの塩素基に取って代わり、薬物分子のアミン基、チオール基、アルコール基、もしくはフェノール基を介してリンカーに結合する；および(c)保護基が除去されるように、連結された薬物分子を熱または減圧にさらすこと；を含む。式(IV)の好ましい化合物においては、nは6〜8である。
本発明の無水物ポリマーにおける薬物の結合が、後記のスキームにおいて示されている。低分子量薬物分子のカルボン酸基は、アセチル化によって保護するのが好ましい。次いで保護された薬物分子を式(IV)のリンカーにさらし〔必要に応じて活性化形(例えば塩素化形)にて〕、薬物分子のアミン基、チオール基、アルコール基、もしくはフェノール基を介してリンカー(R2)に結びつける。次いで薬物とリンカーを熱および/または減圧にさらして保護基を除去し、これによってポリマードラッグデリバリーシステムが得られる。本発明のポリマーは、約10〜約30の反復構造単位を有する。
単一のカルボン酸基と、少なくとも1つのアミン基、チオール基、アルコール基、もしくはフェノール基とを分子構造中に含むという構造用件に適合する低分子量薬物の結合を下記の実施例1と2にて示す。
(実施例1 アモキシシリンポリマーの合成)
本発明のポリ無水物におけるアモキシシリンの結合をスキーム1に示す。低分子量薬物分子のカルボン酸基を保護する(好ましくはアセチル化によって)。次いで保護された薬物分子を、式(IV)(式中、nは8である)のリンカーの塩素化形にさらす。薬物分子からのアミン基が式(IV)のハロゲン化ジアシルの塩素基に取って代わり、薬物分子のアミン基を介してリンカー(R2)に結合する。結合した薬物を熱および/または減圧にさらして保護基を除去し、これによってポリマードラッグデリバリーシステムが得られる。
(実施例2 セファレキシンポリマーの合成)
セファレキシンポリマーをスキーム2に記載のように製造する。先ず、セファレキシンのカルボン酸基を、例えばベンジル基で保護する。次いでこの薬物を塩化セバコイル(式(IV)においてnが8)に結合させる。この結合の後に、保護基を除去してカルボン酸を生成させ、これをアセチル化してモノマーを得る。このモノマーを溶融物として重合させる。
(実施例3)
本発明の式(I)のポリ無水物リンカーを使用するこの方法にしたがって製造できる他のポリマードラッグデリバリーシステムとしては、カルビドーパ・デリバリーシステム、レボドーパ・デリバリーシステム、およびアムテナック(amtenac)・デリバリーシステム等があるが、決してこれらに限定されない。カルビドーパ・ドラッグデリバリーシステムとレボドーパ・ドラッグデリバリーシステムのホモポリマーを、それぞれ式(V)と(VI)に示す。
これらの構造はホモポリマーを表わしているが、このような薬物のコポリマーも、本明細書に記載の開示内容に基づいて通常の手順で製造することができる。さらに、式(I)のポリ無水物と、構造要件(すなわち、1つのカルボン酸基と少なくとも1つのアミン基、チオール基、アルコール基、もしくはフェノール基とを含み、約1000ダルトン以下の分子量を有する)を満たす他の薬物とを含んだポリマードラッグデリバリーシステムも、開示されている方法にしたがって通常の手順で製造することができる。
上記のポリマー、化合物、および/または本発明の生物学的に活性な薬剤もしくは化合物または薬物分子を含んだ組成物を医療用インプラント(例えば、医療用インプラント、歯科用インプラント、および外科用インプラント)に作製することもできるし、あるいは医療用インプラントに塗被または被覆することもできる。例えば、上記のインプラントのほかに、血管用インプラント、心臓血管用インブラント、冠状動脈用インプラント、末梢血管用インプラント、整形外科用インプラント、歯科用インプラント、口上顎骨用インプラント、消化管用インプラント、泌尿生殖器用インプラント、眼科用インプラント、婦人科医学用インプラント、肺用インプラント、外科用インプラント、生理学用インプラント、代謝用インプラント、神経学用インプラント、診断用インプラント、および治療用インプラントを作製することができるし、あるいはこれらのインプラントに上記のポリマー、化合物、および/または組成物を塗被または被覆することもできる。このようなインプラントとしては、ステント、カテーテル、バルーン、ガイドワイヤー、グラフト、縫合糸、メッシュ、ジョイント・プロテーゼ、ブレスト・プロテーゼ、骨折処理デバイス、薬物投与デバイス、ペースメーカー、メカニカルポンプ、歯科用インプラント(例えば、歯のインプラント、口上顎骨のインプラント、および歯槽のインプラント)、除細動器、およびフィルター等があるが、これらに限定されない、適切な医療用インプラントとしてはさらに下記のようなものがあるが、これらに限定されない：
以下のボストン・サイエンティフィック社(ボストン・サイエンティフィック・コーポレーション,マサチューセッツ州)の製品：ポラリス(Polaris)(商標)，NIR(登録商標)エリート(Elite)OTWステントシステム，NIR(登録商標)エリートモノレール(Elite Monorail)(商標)ステントシステム，マジック・ウォールステント(Magic WALLSTENT)(登録商標)ステントシステム，ラディアス(Radius)(登録商標)セルフエクスパンディング・ステント，NIR(登録商標)胆管ステントシステム，NIROYAL(商標)胆管ステントシステム，WALLGRAFT(登録商標)エンドプロスセシス(Endoprosthesis)，WALLSTENT(登録商標)エンドプロスセシス，RXプラスチック胆管ステント，UroMax Ultra(商標)高圧バルーンカテーテル，ワイヤー・カテーテル(Wire Catheter)上のパスポート(Passport)(商標)バルーン，エクセルシオール(Excelsior)(商標)1018(商標)マイクロカテーテル，スピンネイカー(Spinnaker)(登録商標)エリート・フローダイレクテッド・マイクロカテーテル(Flow-Directed Microcatheter)，ガイダー・ソフチップ(Guider Softip)(商標)XFガイドカテーテル，セントリー(Sentry)(商標)バルーンカテーテル，ツイストロック(Twist Loc)(商標)Hubを有するフレキシマ(Flexima)(商標)APD(商標)排液カテーテル，バクセル(Vaxcel)(商標)長期透析カテーテル，PASV(登録商標)PICC末梢から中心静脈まで挿入したカテーテル，チリ(Chilli)(登録商標)冷却切除カテーテル，およびコンステレーション(Constellation)(登録商標)カテーテル；
以下のコルディス社(コルディス,ジョンソン&ジョンソン・カンパニー,ニュージャージー州ピスカタウェー)の製品：BXベロシティー(BX Velocity)(商標)冠動脈ステント,ニンジャFX(Ninja FX)(商標)バルーンカテーテル,ラプター(Raptor)(商標)バルーンカテーテル,NCラプター(NC Raptor)(商標)バルーンカテーテル,プレデイター(Predator)(商標)バルーンカテーテル,チタンメガ(Titan Mega)(商標)バルーンカテーテル,チェックメイト(Checkmate)(商標)近接照射療法カテーテル,インフィニティ(Infiniti)(商標)診断カテーテル,シネメイヤー(Cinemayre)(商標)診断カテーテル,スーパー・トルク・プラス(Super Torque Plus)(商標)診断カテーテル,およびハイフロー(High Flow)(商標)診断カテーテル；
以下のメドトロニクス社(Medronics,Inc.,ミネソタ州ミネアポリス)の製品：Aneurxステントグラフト,S7冠動脈ステント,S670冠動脈ステント,S660冠動脈ステント,ベステント2(BeStent 2)冠動脈ステント,D1バルーンカテーテル,およびD2バルーンカテーテル；
以下のアバンテック・バスキュラー社(Avantec Vascular,カリフォルニア州サンノゼ)の製品：デュラフレックス(Duraflex)(商標)冠動脈ステントシステム,およびアポロ(Apollo)(商標)冠動脈拡張カテーテル；
以下のB.ブラウン社(B.Braun Medical Ltd.,イングランド州シェフィールド)の製品：コロフレックス(Coroflex)(商標)冠動脈ステント,シストフィックス(Cystofix)(商標)泌尿生殖器カテーテル,およびウレカス(Urecath)(商標)泌尿生殖器カテーテル；
以下のクック社(Cook Group Inc.,インジアナ州ブルーミントン)の製品：V-Flex Plus(商標)冠動脈ステント,およびCRII(登録商標)冠動脈ステント；
以下のガイダント社(Guidant Corporation,インジアナ州インジアナポリス)の製品：マルチリンク・ペンタ(Multilink Penta)(商標)冠動脈ステント,マルチリンク・ピクセル(商標)冠動脈ステント,マルチリンク・ウルトラ(商標)冠動脈ステント,マルチリンク・テトラ(商標)冠動脈ステント,マルチリンク・トリスター(商標)冠動脈ステント,アンキュア(Ancure)(商標)ステントグラフト,ダイナリンク(Dynalink)(商標)胆管ステント,Rxハーキュリンク(Rx Herculink)(商標)胆管ステント,オムニリンク(Omnilink)(商標)胆管ステント,メガリンク(Megalink)(商標)胆管ステント,Rxクロスセイル(Rx Crossail)(商標)バルーン拡張カテーテル,Rxパウエルセイル(Rx Pauersail)(商標)バルーン拡張カテーテル,OTWオープンセイル(OTW Opensail)(商標)バルーン拡張カテーテル,OTWハイセイル(OTW Highsail)(商標)バルーン拡張カテーテル,Rxエスプリット(Rx Esprit)(商標)バルーン拡張カテーテル,Rxビアトラック(Rx Viatrac)(商標)末梢カテーテル,およびOTWビアトラック(商標)末梢カテーテル；
以下のエチコン社(Ethicon,ジョンソン&ジョンソン・カンパニー,ニュージャージー州ピスカタウェイ)の製品：ビクリル(Vicryl)(商標)(再吸収可能な編組被覆)、ブロノーバ(Pronova)(商標)、およびパナクリル(Panacryl)(商標)；
以下のUSS/DG サチュレス(Sutures)(U.S.サージカル,チコ(Tyco)ヘルスケアグループの1部門,コネチカット州ノーウォーク)の製品：デコンII(Decon II)(商標)(被覆された編組合成物、吸収性)、ポリソーブ(PolySorb)(商標)(被覆された編組合成物、吸収性)、デクソンS(Dexon S)(商標)(被覆されていない編組合成物、吸収性)、Gutサチュレス(吸収性)、ビオシン(Biosyn)(商標)(合成モノフィラメント、吸収性)、マクソン(Maxon)(商標)(合成モノフィラメント、吸収性)、サーギロン(Surgilon)(商標)(編組ナイロン、非吸収性)、Ti-Cron(商標)(被覆された編組ポリエステル、非吸収性)、サーギダック(Surgidac)(商標)(被覆された編組ポリエステル、非吸収性)、ソフシルク(SofSilk)(商標)(被覆された編組シルク、非吸収性)、ダーマロン(Dermalon)(商標)(ナイロンモノフィラメント、非吸収性)、モノソフ(Monosof)(商標)(ナイロンモノフィラメント、非吸収性)、ノバフィル(Novafil)(商標)(ポリブテスターモノフィラメント、非吸収性)、バスキュフィル(Vascufil)(商標)(被覆されたポリブテスターモノフィラメント、非吸収性)、サーギレン(Surgilene)(商標)(ポリプロピレンモノフィラメント、非吸収性)、サーギプロ(Surgipro)(商標)(ポリプロピレンモノフィラメント、非吸収性)、フレキソン(Flexon)(商標)(ステンレス鋼モノフィラメント、非吸収性)、サーガロイ(SURGALLOY)(商標)ニードル、およびSURGALLOY(商標)OptiVis(商標)ニードル；
以下のサージカル・ダイナミックス社(Surgical Dynamics,Inc.,コネチカット州ノースヘブン)の製品：S*D*Sorb(商標)(縫合糸アンカー)、AnchorSew(商標)(縫合糸アンカー)、S*D*SorbE-Z Tac(商標)(生物学的に再吸収可能なインプラントw/o縫合糸)、S*D*Sorb Meniscal Stapler(商標)(生物学的に吸収性の修復用インプラントを供給する)、Ray Threaded Fusion Cage(商標)(脊椎)、アライン(Aline)(商標)(頚部プレーティングシステム)、セキュア・ストランド(SecureStrand)(商標)(脊髄再構成ケーブル)、およびスピラル・ラディアス90D(Spiral Radius 90D)(商標)(脊髄ロッドシステム)；
以下のツィンマー社(Zimmer,インジアナ州ワルシャワ)の製品：VerSys(商標)セメンテッド・ステム・ヒップ・システム(cemented stem hip system)、VerSys Heritage(商標)Hipセメンテッド・ステム・ヒップ・システム、VerSys(商標)LD/Fxセメンテッド・ステム・ヒップ・システム、CPT(商標)Hipセメンテッド・ステム・ヒップ・システム、VerSys(商標)Cemented Revision/Calcarセメンテッド・ステム・ヒップ・システム、Mayo(商標)Hipポーラス・ステム・ヒップ・システム、VerSys(商標)ビーデッド・ミッドコート(Beaded MidCoat)ポーラス・ステム・ヒップ・システム、VerSysビーデッド・フルコート・プラス(Beaded FullCoat Plus)ポーラス・ステム・ヒップ・システム、VerSysファイバーメタル・ミッドコート(Fiber Metal Midcoat)ポーラス・ステム・ヒップ・システム、VerSysファイバーメタル・テーパー(Fiber Metal Taper)ポーラス・ステム・ヒップ・システム、VerSys LD/Fxプレスフィット・ヒップ・システム、VerSysセメンテッドリビジョン/カルカー・リビジョン・ステム・ヒップ・システム(Cemented Revision/Calcar revision stem hip system)、ZMR(商標)ヒップ・リビジョン・ステム・ヒップ・システム、トリロジー(Trilogy)(商標)カップ・アセタビュラー・カップ・ヒップ・システム(Cup acetabular cup hip system)、ZCA(商標)カップ・アセタビュラー・カップ・ヒップ・システム、ロンゲビティ(Longevity)(商標)ポリエチレン・ヒップ・システム、カルシコート(Calcicoat)(商標)コーティング・ヒップ・システム、ネクスゲン(NexGen)(商標)インプラント・ニー・システム、ネクスゲン・インスツルメンツ・ニー・システム、ネクスゲン・リビジョン・インスツルメンツ・ニー・システム、IM(商標)インスツルメンツ・ニー・システム、マイクロミル(MICRO-MILL)(商標)5-in-1インスツルメンツ・ニー・システム、マルチリファレンス(Multi-Reference)(商標)4-in-1ニー・システム、V-STAT(商標)インスツルメンツ・ニー・システム、コーンラッド/モレイ(Coonrad/Morrey)(商標)エルボー、ビグリアニ/フラトー(Bigliani/Flatow)(商標)ショルダー、ケーブルレディ(Cable Ready)(商標)ケーブル・グリップ・システム、コラグラフト(Collagraft)(商標)ボーン・グラフト・マトリックス、ヘルバート(Herbert)(商標)ボーン・スクリュー、M/DN(商標)イントラメジュラリー・フィクセーション(Intramedullary Fixation)、ミニマグナ-Fx(Mini Magna-Fx)(商標)スクリュー・フィクセーション、マグナ-Fx(Magna-Fx)(商標)スクリュー・フィクセーション、ペリアーティキュラー(Periarticular)(商標)プレーティング・システム、ベルサ-Fx(Versa-Fx)(商標)フェモラル・フィクセーション・システム、ベルサ-Fix II(Versa-Fix II)(商標)フェモラル・フィクセーション・システム、およびトラベキュラー(Trabecular)(商標)メタル；
以下のアルザテクノロジー社(ALZA Corporation,カリフォルニア州マウンテンビュー)の製品：DUROS(登録商標)インプラント、OROS(商標)オスモティック、D-TRANS(商標)トランスダーマル、STEALTH(商標)リポサーマル、E-TRANS(商標)エレクトロ・トランスポート、マクロフラックス(Macroflux)(商標)、およびALZAMERデポー；
ならびに、「Stuart,M.,“Technology Strategies,Stent and Deliver,”Start-Up,Windhover’s Review of Emerging Medical Ventures,pp.34-38,June 2000」；「van der Giessen,Willem J.,et al.“Marked Inflammatory Sequelae to Implantation of Biodegradable and Nonbiodegradable Polymers in Porcine Coronary Articles,”Circulation,Vol.94,No.7,pp.1690-1697(October 1,1996)」；および「Gunn,J.et al.,“Stent coating and local drug delivery,”European Heart Journal,20,pp.1693-1700(1999)」に記載の医療用インプラント；
ヨーロッパ特許出願：01301671,00127666,99302918,95308988,95306529,95302858,94115691,99933575,94922724,97933150,95308988,91309923,91906591,および112119841；
PCT公開：WO00/187372,WO00/170295,WO00/145862,WO00/143743,WO00/044357,WO00/009672,WO99/03517,WO99/00071,WO98/58680,WO98/34669,WO98/23244,およびWO97/49434；
米国特許出願第061568,346263,346975,325198,797743,815104,538301,430028,306785,および429459；ならびに
(各文献の全開示内容を参照により本明細書に含める)。
上記したもののほかに、生体適合性で生分解性のポリマーもしくは組成物に組み込むための、あるいは加えるための、適切な種類の生物学的に活性な薬剤もしくは化合物または薬物分子の例としては、抗新生物薬または代謝拮抗薬(例えば、クラドリビン、カンプトセシン、イリノテカン、トポテカン、パクリタキセル、メトトレキサート、ビンクリスチン、アクチノマイシン-D)、免疫抑制薬(例えば、ラパマイシンやタリドミド)、抗血栓薬または抗凝血薬(例えば、フィブリン、ヘパリン結合成長因子、ヘパリンナトリウム、低分子量ヘパリン、ヒルジン、アルガトロバン、バピプロスト、D-phe-arg-クロロメチルケトン、ジピリダモール、グリコプロテイン、IIb/IIIa阻害薬、血小板膜受容体抗体、組み換えヒルジン、トロンビン阻害薬、デキストラン、活性化タンパク質C)、抗炎症薬〔例えば、サリチレート(例えば、サリチル酸、アスピリン、4-アミノサリチレート、5-アミノサリチレート)、ケトプロフェン、ステロイド(例えば、デキサメタゾン、グルココルチロイド、メチルプレドニソロン、プレドナゾン(prednasone)、メチルプレドナゾン、ヒドロコルチゾン)、ナプロキシン、イブプロフェン、フルルビプロフィン(flurbuprofin)〕、抗真菌薬、抗細菌薬、抗ウイルス薬、抗感染薬、または抗生物質(例えば、アモキシシリン、ペニシリン、シプロフロキサシン)、プロスタグランジンもしくはプロスタグランジン阻害薬、アンギオテンシン転換酵素阻害薬、カルシウムチャンネル遮断薬、オイル(例えば、魚油やω-3脂肪酸)、ヒスタミンアゴニスト、HMG-CoAレダクターゼ阻害薬、モノクローナル抗体、セロトニン遮断薬、ホスホジエステラーゼ阻害薬、α-インターフェロン、遺伝子組み換え上皮細胞とそれらの組み合わせ物、キナゾリノン誘導体、内皮細胞ナイトジェンをコードする核酸(例えば血管内皮細胞増殖因子(VEGF))、ビタミン(例えば、α-トコフェロールやビタミンD)、増殖因子〔例えば、線維芽細胞増殖因子アンタゴニスト、血小板由来増殖因子とアンタゴニスト、骨増殖因子(例えばオステオポニン)、ビスホスホネート(例えば、リセドロネート、エチドロネート、アレンドロネート)、およびエストロゲン受容体モジュレータ(例えばラロキシフェン)〕、酸化防止剤、エンドセリン受容体アンタゴニスト、アンギオペプチン、DNAとDNAzymes、チロシンキナーゼ阻害薬ST638、ポリニトロシル化アルブミンNOドナー、天然、半合成、もしくは合成ホルモン(例えば、卵胞刺激ホルモン(F.S.H.)や黄体形成ホルモン(L.H.))、上記の薬物によって果たされる目標に対するアンチセンス薬、および上記の生物学的に活性な薬剤もしくは化合物または薬物分子の１種以上の混合物等があるが、これらに限定されない。
“〜に作製する(formed into)”という用語は、本発明のポリマー、化合物、および/または組成物を、種々の形状物(shapes)、幾何学的形状物(geometries)、構造物(structures)、および配置構成物(configurations)〔フィルム、繊維、ロッド、コイル、コルクスクリュー、フック、コーン、ペレット、錠剤、チューブ(スムースチューブまたはフルートチューブ)、ディスク、膜、微粒子、“バイオブレット(biobullet)”(すなわち弾丸形状物)、シード(すなわち、弾丸形状物または標的シード)、ならびに前記物品および前記の特許と総説において記載の物品などがあるが、これらに限定されない〕に物理的に形づくることができる、ということをその意味の中に含んでおり、また場合によっては、前記物品および前記の特許と総説に記載の医療用インプラントの機能特性と比較して、同一であるか、類似であるか、または全く異なる機能特性を有する医療用インプラントを作製することを含む。上記の形状物、幾何学的形状物、構造物、および配置構成物は、所望する応用または用途をさらに拡大する追加の機能を含んでよい。例えば、本発明のポリマー、化合物、および/または組成物は、ロッド、コイル、またはコーンの形態において、ニードルもしくはカニューレから挿入すると、あるいは移動および/または排除を少なくするよう体温に加温されると外に向かってはじけるバーブ(barbs)を有してよい。
本発明の医療用プラントの形状(shape)、寸法(geometry)、構造(structure)、または配置構成(configuration)は、インプラントの用途によって変わる。例えば、脊髄損傷や脳震盪の治療に対しては、本発明のポリマー、化合物、および/または組成物を、硬膜の下に配置するためのディスク形状の医療用インプラントに作製することができる。他の例においては、本発明のポリマー、化合物、および/または組成物を、末梢神経系に対する損傷を治療するのに使用するための膜またはチューブの形状の、あるいは穴あけされているか、さもなければ神経成長もしくは骨成長を促進するように形成された経路を含む固体組成物または気泡組成物のブロックの形状の医療用インプラントに作製することができる。他の例においては、癌の治療に対して、本発明のポリマー、化合物、および/または組成物を、腫瘍切除部位に挿入するための、あるいは腫瘍中に挿入するための、ペレット、ミクロ球体、ロッド、膜、ディスク、バレット、フック、ロッド、またはコーン(バーブを含む場合と含まない場合)の形状の医療用インプラントに作製することができる。上記の場合においては、医療用インプラントの生物学的侵食により活性薬剤が生じる。
本発明はさらに、本発明の医療用インプラントの形状、寸法、構造、または配置構成が、送達方式または投与方式に応じて変わってよく、これによって医療用インプラントの治療効果を高めることができる、ということも意図している。例えば、本発明の医療用インプラントは、ニードル中に挿入して保存するときには直線状ロッドの形態であってよいが、医療用インプラントをトロカールによってニードルから押し出すときには、コイル状になってもよいし、あるいは複数のコイル形状物もしくはコルクスクリュー形状物を形成してもよい。医療用インプラントの形状、寸法、構造、または配置構成を変えることで、液圧もしくは身体の動きによる腫瘍または腫瘍切除部位からの排除を防止することができ、できるだけ小さな直径のニードルを使用して、できるだけ多くの活性成分を小さな区域に送達することができる。
本発明の医療用インプラントの送達方式または投与方式は、所望の応用方法に応じて変わってよく、当業界に公知の応用方法および本明細書に記載の応用方法を含む。
本発明のポリマー、化合物、および/または組成物は、成形(例えば、圧縮成形やブロー成形)や押出(これらに限定されない)を含めた、当業界に公知のどの方法によっても医療用インプラントに作製することができる。医療用インプラントは、本発明の同一もしくは異なったポリマー、化合物、および/または組成物の１種以上から作製することができる。
本発明のポリマー、化合物、および/または組成物はさらに、溶剤法(例えば、浸漬や浸漬-乾燥)および非溶剤法(例えば、化学蒸着、押出被覆、または本発明の溶融ポリマー、溶融化合物、および/または溶融組成物中への浸漬)(これらに限定されない)を含めた、当業界に公知のどの方法によっても医療用インプラントに塗被または被覆することができる。製造法は、ポリマー、化合物、組成物、および/または医療用インプラントの種類に応じて変わってよい。本発明の医療用インプラントは、本発明の同一もしくは異なったポリマー、化合物、および/または組成物から作製することもできるし、あるいは本発明の同一もしくは異なったポリマー、化合物、および/または組成物の1つ以上の層で被覆することもできる。
他の例においては、本発明のポリマー、化合物、および/または組成物を、末梢神経系に対する損傷を治療するのに使用するための膜またはチューブの形状の、あるいは穴あけされているか、さもなければ神経成長もしくは骨成長を促進するように形成された経路を含む固体組成物または気泡組成物のブロックの形状の医療用インプラントに被覆することができる。上記の場合においては、ディスク、膜、チューブ、またはブロックの生物学的侵食により、ポリマーもしくは組成物中に含まれている活性剤が生成する。
医療用インプラント自体としての、あるいは医療用インプラントに塗被または被覆する場合の、本発明のポリマー、化合物、および/または組成物の厚さは、本発明のポリマー、化合物、および/または組成物の物理的および/または化学的特性、医療用インプラントの種類、および/または応用もしくは用途等の1つ以上のファクターに応じて変わる。
例えば、冠動脈ステントを、本発明のポリマー、化合物、および/または組成物から作製することもできるし、あるいは冠動脈ステントを、本発明のポリマー、化合物、および/または組成物で約≦30〜50μmの厚さに塗被または被覆することもでき、また血管ステントを、本発明のポリマー、化合物、および/または組成物で約≦2mmの厚さに塗被または被覆することもできる。他の例においては、頬側投与(舌下投与)用の円形のフィルム/膜(例えば、舌の下面の、頬の裏側に配置)は、最大で約10mmまで(2cm)の直径と約0.5〜2.0mmの厚さを有する。
さらに、本発明のポリマー、化合物、および/または組成物は、微粉末化した粒子すなわち微粒子(例えば、ミクロ球体および/またはミクロカプセル)に作製することができる。本発明のポリマー、化合物、および/または組成物の微粒子は、当業界に公知のどの方法によっても製造することができ、本発明の同一もしくは異なったポリマー、化合物、および/または組成物の１種以上を含んでよい。例えば、微粒子は、水中油形エマルジョン法(本発明のポリマーを有機溶媒中に溶解させる)を使用して製造することができる。ポリマー溶液を水とPVA(ポリビニルアルコール、微粒子を安定化させる)との攪拌溶液に加えると、所望の微粒子の沈殿が生じる。必要に応じてホモジナイザーを使用することができる。次いで溶液を静置し、溶液から溶媒をデカントし、微粒子を乾燥する。
他の水中油エマルジョン法においては、水と界面活性剤(例えばPVA)との溶液にポリマー溶液を加え、例えばホモジナイザーまたはディスパーセーター(dispersator)を使用して高い剪断速度で激しく攪拌する。ポリマー溶液を加えた後、攪拌を続けながら溶媒を蒸発させる。得られる微粒子を、デカンテーション、濾過、または遠心分離によって回収し、乾燥する。
本発明の微粒子はさらに、サザンリサーチ社〔サザンリサーチ・インスティチュート(Southern Research Institute,アラバマ州バーミンガム)の連続マイクロカプセル封入法〔米国特許第5,407,609号(該特許の全開示内容を参照により本明細書に含める)に説明されており、添付の図1に記載されている〕によって製造することもできる。
図1に記載のサザンリサーチ社の連続マイクロカプセル封入法によれば、タンパク質、ペプチド、小分子、水溶性薬物、疎水性薬物、およびラクチド/グリコシドポリマー中に封入した薬物を、約1〜250μmのサイズに、好ましくは<100μmのサイズに、さらに好ましくは<10μmのサイズにマイクロカプセル封入することができ、このときポリマー溶媒(polymer solvent)への曝露はごくわずかであり、封入効率は高く、そして収率は良好である。図1に示されているように、薬物とポリマーとポリマー溶媒との分散液を、機械的に攪拌した水/界面活性剤混合物に加えて微小液滴のエマルジョンを形成させ、次いで水で抽出して溶媒を除去して、硬化させたマイクロカプセルもしくはミクロ球体を得、これらを遠心分離や濾過等によって捕集する。
本発明の微粒子は、種々の形状物や幾何学的形状物(例えば、球体および規則的もしくは不規則的な回転楕円形状物)に作製することができ、また種々の製剤または組成物(例えば、ゼラチンカプセル、液体製剤、噴霧乾燥製剤、乾燥粉末吸入器もしくはエアロゾル吸入器と共に使用するための製剤、圧縮錠剤、局所ゲル、局所軟膏、局所粉末)中に組み込むことができる。
当業者には周知のことであるが、本発明の微粒子の望ましいサイズは、所望する用途と送達方式に依存する。本発明の微粒子の投与方式または送達方式は、経口方式、吸入方式、および局所方式を含めた、本明細書に記載の方式を含む。本発明は、分解または生物学的侵食が起こると、標的器官の効果的な治療のための小粒子および/または活性剤を生成する本発明の微粒子を投与することを意図している。本発明はさらに、差異のないサイズまたは2つ以上の異なったサイズの混合を有する、本発明の同一もしくは異なった微粒子の１種以上を投与することも意図している。微粒子のサイズを変えることによって、生物学的侵食の速度、および/または活性薬物の生成速度、および/または活性薬物の生成場所を制御することができる。この結果、時間的間隔を定めた(例えば、遅延および/または持続させた)活性薬物の生成を果たすことができる。
例えば、炎症を起こした結腸壁の治療(例えば、炎症性の腸疾患や感染症の治療)は、抗炎症薬を活性薬剤として含有する本発明の微粒子を経口投与することによって果たすことができる。約1〜10μmのサイズのこのような微粒子を、小腸の回腸部に達すると微粒子が約0.1〜1.0μmのサイズになり、そして結腸に達すると約0.01〜0.1μmのサイズになるように投与することができる。例えば、「A.Lamprecht et al.,Abstracts/Journal of Controlled Release,Vol.72,pp.235-237(2001)」を参照。いったん小腸に達すると、腸壁の腸絨毛および/または微絨毛によって、および/または腸壁の粘膜によって微粒子を物理的に捕捉することができ、これにより排除が遅くなり、胃腸滞留時間が長くなり、ポリマーの生物学的侵食が起こると、腸壁の近傍において、時間間隔を置いた持続的な活性薬剤の生成が可能になる。
同様に、約0.1〜100μm(好ましくは約0.1〜10μm、さらに好ましくは約0.1〜1μm)の本発明の微粒子を、生物学的侵食が起こると、微粒子の血液レベルによって周囲組織への活性薬剤の潅流が可能になるように、経口投与することができる。さらに他の例においては、約≦0.6μm(好ましくは約≦0.3μm、さらに好ましくは約0.1μm)の本発明の微粒子の経口投与を行って、活性薬物を、腸を通して、最終的にはリンパ系によって肝臓に送達することができる。例えば、「P.Jani et al.,Pharm.Pharmacol.,Vol.42,pp.821-826(1990)」および「M.Desai et al.,Pharmaceutical Research,Vol.13,No.12,pp.1838-1845(1996)」を参照。
約≦10μmの本発明の微粒子は、局所的にあるいは眼に施用することができる。
皮膚浸透に対しては、約1〜70μmの本発明の微粒子を使用することができる。1つの好ましい実施態様においては、約10〜70μmの本発明の微粒子が皮膚浸透に対して使用される。他の好ましい実施態様においては、≦10μmの本発明の微粒子を使用して、ヒトの皮膚に施用したときに滑らかに感じるような物品を作製する。他の好ましい実施態様においては、約1〜3μmの本発明の微粒子が皮膚浸透に対して使用される。しかしながら、パウダージェクト・スマートパーティクル(PowderJect’s Smart Particle)(商標)(パウダージェクト・ファーマスーティカルズ、英国イングランド州、米国特許第6,328,714号、第6,053,889号、および第6,013,050号に記載の微粒子を含む)において示されているように、種々の微粒子サイズを組織(例えば、皮膚や粘膜)浸透の用途に使用することができ、組織浸透の用途に関しては、サイズよりむしろ微粒子の形状と強度により強く依存するように思われる。
本発明の微粒子はさらに、肺の深部または肺の部位を含めて、肺への吸入送達(例えば、特定の速度での直接吸入、またはエアロゾルスプレーによる送達)に対しても使用することができる。例えば、約0.5〜10μm(好ましくは約1〜5μm、さらに好ましくは約1〜3μm、さらに好ましくは約1〜2μm)の本発明の微粒子をエアロゾルに製剤することができる。直接吸入に対しては、約0.5〜6μm(さらに好ましくは約1〜3μm)の微粒子を使用することができる。例えば、ARADIGM社〔アラジグム・コーポレーション(Aradigm Corporation),カリフォルニア州ヘイワード〕のAERx(登録商標)システムと米国特許第6,263,872号、第6,131,570号、第6,012,450号、第5,957,124号、第5,934,272号、第5,910,301号、第5,735,263号、第5,694,919号、第5,522,385号、第5,509,404号、および第5,507,277号に記載の物品、ならびにMicroDose社〔マイクロドース・テクノロジー社(MicroDose Technologies Inc.),ニュージャージー州モンマスジャンクション〕のマイクロドースDPI吸入器と米国特許第6,152,130号、第6,142,146号、第6,026,809号、および第5,960,609号に記載の物品を参照。
約≦10μmの本発明の微粒子は、例えば関節炎の治療における関節内注射に使用することができる。
約0.1〜100μm(好ましくは約0.1〜10μm、さらに好ましくは約0.1〜1μm)の本発明の微粒子を坐薬(例えばグリセリン坐薬)と混合することができる。
本発明のポリマー、化合物、および/または組成物はさらに、図2と3に示されているようか、埋め込み可能および/または注射可能で生物学的に侵食可能な中空キャリヤー12(例えば、バレル、ブレット、カプセル、シリンジ、またはニードル)中に含有させるためのペレット、“バイオブレット”(すなわち弾丸形状物)、またはシード(例えば弾丸形状物シード)に作製することができる。動物とヒトへの応用が意図されている。図2は、本発明において使用するための、幾つかの中空ニードル型キャリヤー12を示している。1つの実施態様においては、中空キャリヤー12は約0.5〜10mmの範囲の直径を有する。
図3は、中空キュビティすなわち生物学的に侵食可能なニードル型キャリヤーのチャンバー内の、本発明のペレット、“バイオブレット”、またはシード10の配置を示している。本発明によれば、本発明の同一もしくは異なったペレット、“バイオブレット”、またはシード10の１種以上を、中空キャリヤー12またはデリバリーデバイスの内部に配置することができる。ペレット、“バイオブレット”、またはシード10は、中空キャリヤー12の内部での配置を可能にするようないかなるサイズであってもよい。
本発明によれば、ペレット、“バイオブレット”、またはシード10の生物学的侵食が起こると、活性剤が生成される。
本発明はさらに、中空キャリヤー12の生物学的侵食が起こると、活性剤を放出できるように、および/または中空キャリヤーの内容物(例えば、本発明のペレット、“バイオブレット”、またはシード)を放出できるように、中空キャリヤー12を、本発明のポリマー、化合物、および/または組成物から作製できる、ということを意図している。
1つの好ましい実施態様においては、ペレット、“バイオブレット”、またはシード10が、サリチル酸を卵胞刺激ホルモン(F.S.H.)および/または黄体形成ホルモン(L.H.)と混合した状態で含有する本発明のポリマーから作製され、次いでこれらを、排卵を刺激するために、生物学的に侵食可能な中空キャリヤー12の中空キャビティもしくはチャンバー中に配置するか、あるいは最大で約96時間までのホルモンの持続放出デリバリーのためのデポー製剤〔例えば、ルプロン・デポー(Lupron Depot)(登録商標)〕の一部として配置する。
本発明によれば、本発明のペレット、“バイオブレット”、もしくはシード10、および/または本発明のペレット、“バイオブレット”、もしくはシード10を含有する１つ以上の中空キャリヤー12を、デリバリーデバイス(例えば、注射器やガス駆動アプリケータ)中に配置することができる。デリバリーデバイスにはさらに、軸方向に滑らせることができるスリーブ(例えばプランジャー)、施用時にデリバリーデバイスが動くのを防ぐための突起部(例えば、面取りした突起部)、およびハンドグリップを取り付けることができる。適切なキャリヤーおよび/またはデリバリーデバイスの例としては、米国特許第6,001,385号、第5,989,214号、第5,549,560号；WO96/13300、WO96/09070、WO93/23110；およびEP068053等(これら特許文献の全開示内容を参照により本明細書に含める)があるが、これらに限定されない。
例えば、米国特許第5,989,214号とWO96/13300は、ヒトまたは動物の体に医薬製剤を注入するための装置を説明しており、このとき製剤が硬質のキャリヤー中に配置され、該装置が、キャリヤーをその中に移送できるチャンバー；およびキャリヤーを体の中に移送するためのチャンバーに接続しているチャンネル(バレルの軸に対して垂直の方向にチャンネルが移動するのを防ぐために、チャンネルの端部を、注入する体の皮膚に対して固定するための固定手段を含む)；を含み、1つの実施態様によれば、前記固定手段は、体の皮膚と接触すべく造られた部分上に形成されていて、実質的にチャンネルの軸の方向に広がっている面取りした突起部によって作製される。米国特許第5,549,560号、WO93/23110、およびEP068053は、製剤が硬質のキャリヤー中に保持され、キャリヤーがガス圧によって皮膚を通って体の中に運ばれ、このときガス圧によって硬質キャリヤーが体の中に運ばれる間、キャリヤーを体の中に運ぶデバイスを体に当てて保持する、というヒトまたは動物に医薬製剤を注入するためのデバイスを開示している。米国特許第5,549,560号、WO93/23110、およびEP068053はさらに、医薬製剤を含有するキャリヤーを配置できるチャンバーが存在し、バレルが、このチャンバーと、キャリヤーをガス圧によってバレルを通して注入すべき体の中に運ぶための手段とに連結しており、デバイスが体に対して押しつけられていないときにはデバイスの使用を阻止するための手段が存在する、という動物またはヒトに医薬製剤を注入するためのデバイスを開示している。米国特許第6,001,385号とWO96/09070は、少なくとも一部が、活性薬剤を経皮的な仕方でヒトまたは動物に導入するためのビヒクルとして適した、実質的に完全にデストラクチュライズされたスターチ(destructurized starch)から製造される“ブレット”(特にインプラント)を開示している。
本発明の微粒子の治療学的に有効な用量の範囲、すなわち、所望の結果を達成するのに必要な用量レベルは、投与経路、治療の対象、および患者の状態によって影響を受ける。したがって本発明の微粒子は、用量要件に応じて、単回の日用量として、数回の日用量として、一日おきの用量として、あるいは週に一度の用量などとして投与することができる。必要とされる最適用量を明らかにするためには、個別に決定していく必要がある。
本発明のポリマー、化合物、および/または組成物は、医療用のインプラントもしくは微粒子に作製する前または作製時に、あるいは医療用のインプラントもしくは微粒子に被覆する前または被覆時に、あるいは医療用インプラント用の特定のコーティングに作製する前または作製時に、他の成分と組み合わせたり混合したりすることができる。適切な添加剤の例としては、安定剤、機械的安定剤、可塑剤、硬化剤、乳化剤、他の生体適合性・生分解性ポリマーを含めた他のポリマー(例えば、米国特許出願第09/917,231号とPCT出願番号US/01/23740に記載の生体適合性・生分解性ポリ無水物；米国特許出願第09/917,595号とPCT出願番号US/01/23748に記載の生体適合性・生分解性ポリアゾ化合物；米国特許出願第09/917,194号とPCT出願番号US/01/23747に記載の、生体適合性・生分解性のポリエステル、ポリチオエステル、およびポリアミド；各特許文献の全開示内容を参照により本明細書に含める)、放射線不透過性および/または放射性同位体物質(例えば、ホウ素やヨウ素等)、坐剤、ならびに他の診断用もしくは治療用の薬剤または薬物等があるが、これらに限定されない。
添加剤は、ポリマー自体、化合物自体、および/または組成物自体、ならびに医療用インプラント自体の安定性を高めることがあり、および/または診断効果もしくは治療効果を高めることがあり、および/または診断機能(diagnostic activity)を高めるか又は可能にすることがある。例えば、添加剤が診断用もしくは治療用の薬剤または薬物であれば、ポリマーの生物学的侵食により、活性薬剤が生成するだけでなく、診断剤もしくは治療剤が放出される。他の例においては、放射線不透過性物質を加えることによって、医療用インプラントの挿入時および/または挿入後(例えば、血管形成術、歯科での施用、または関節注射等)に標的部分(例えば、腫瘍部位や腫瘍)と医療用インプラント(例えばカテーテル)の可視化が可能になる。他の例においては、放射線不透過物質を使用して、医療用インプラントの生物学的侵食を制御および/または促進させることができ、したがって神経細胞の捕捉から生じる熱の発生によって、活性薬剤の生成を制御および/または促進することができる。
添加剤はさらに、医療用インプラント(例えば炭素繊維)の全体としての機械的安定性を高めることがある。使用する添加剤の種類は、所望する特性と用途に応じて変わる。
活性
本発明のポリマーが所定の治療効果をもたらす能力は、当業界によく知られているインビトロおよびインビボの薬理学的モデルを使用して決定することができる。
個別に記載の刊行物、特許、および特許文献は全て、参照により本明細書に含める。特定で好ましい種々の実施態様と方法に関して本発明を説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更や改良を行ってよいのはもちろんである。
サザンリサーチ社の連続マイクロカプセル封入プロセスであり、これによって、薬物とポリマーとポリマー溶媒との分散液を、機械的に攪拌した水/界面活性剤混合物に加えて微小液滴のエマルジョンを形成させ、次いで水で抽出して溶媒を除去して、硬化させたマイクロカプセルもしくはミクロ球体を得、これらを遠心分離や濾過等によって捕集する。 本発明に使用するための幾つかの中空ニードル型キャリヤー12の概略図である。 本発明のペレット、“バイオブレット”、またはシード10を生物学的に侵食可能なニードル型キャリヤーの中空キャビティまたはチャンバーの内部に配置したときの概略図である。

Claims (2)

  1. 主鎖を構成するポリマーを含む医療デバイスであって、前記主鎖が無水物結合を含み、前記主鎖が、ポリマーを加水分解すると生物学的に活性な化合物を生成する1つ以上の基を含み、但し、前記生物学的に活性な化合物がオルト-ヒドロキシアリールカルボン酸ではない、前記医療デバイス。
  2. 主鎖を構成するポリマーと医療デバイスとを含む医療インプラントであって、前記主鎖が無水物結合を含み、前記主鎖が、ポリマーを加水分解すると生物学的に活性な化合物を生成する1つ以上の基を含み、但し、前記生物学的に活性な化合物がオルト-ヒドロキシアリールカルボン酸ではなく、前記ポリマーが前記医療デバイスに塗被されている、前記医療インプラント。
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