(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状に組織化したリン酸カルシウム被覆生体分解性高分子を製造する方法であって、揮発性溶媒に溶解させた、末端官能基もしくは側鎖官能基の少なくともどちらか一方がアニオン性の官能基である生体内分解性高分子をカルシウムイオンを含む溶液中で撹拌し、そこへリン酸イオンを含む溶液を滴下して生体内分解性高分子の球状化とリン酸カルシウムの析出を同時的に行い、得られた混合溶液を熟成させ、その生成物を固−液分離することを特徴とするリン酸カルシウムで被覆された球状生体内分解性高分子の製造方法。
【請求項２】
生体内分解性高分子が、難水溶性揮発性溶媒に溶解し、末端官能基もしくは側鎖官能基の少なくともどちらか一方がアニオン性の官能基である高分子の１種又は２種以上である請求項１記載のリン酸カルシウムで被覆された球状生体内分解性高分子の製造方法。
【請求項３】
生体内分解性高分子が、ポリ乳酸、又は乳酸−グリコール酸共重合体である請求項２記載のリン酸カルシウムで被覆された球状生体内分解性高分子の製造方法。
【請求項４】
混合溶液中のカルシウム原子の濃度が、９×１０-4ｍｏｌ／ｌ〜８×１０-2ｍｏｌ／ｌである請求項１記載のリン酸カルシウムで被覆された球状生体内分解性高分子の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の方法により製造された、１）生体内分解性高分子の球状化とリン酸カルシウムの析出を同時的に行うことで球状に組織化されている、２）球の表面にリン酸カルシウムの析出物が存在する、３）界面活性剤フリーである、４）球状生体内分解性高分子上へ均一に低結晶性のアパタイトからなるリン酸カルシウムが被覆されている、ことを特徴とするリン酸カルシウムで表面を被覆した球状生体内分解性高分子複合体。
【請求項６】
球形高分子の大きさが、０．０５〜１００μｍの範囲である請求項５記載のリン酸カルシウムで表面を被覆した球状生体内分解性高分子複合体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、球状の生体内分解性高分子の上にリン酸カルシウムを被覆した球状生体内分解性高分子−リン酸カルシウム複合体及びその製造方法に関するものであり、更に詳しくは、生分解性ポリマーの球状化とリン酸カルシウムの析出を同時的に行うことによって、例えば、薬物輸送用担体として好適なリン酸カルシウムで被覆した球状生体内分解性高分子を効率よく製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の医療技術の発展により、薬物による治療を、副作用をできるだけ少なくして有効に行う技術への要請が高まってきている。薬物による副作用は、患部以外の正常部位にも薬物が輸送されることや、薬物の濃度が投与直後に急激に上昇することが、主要な原因である。
生体内で薬物の濃度を安定して長時間持続させるためには、生体内分解性高分子を用いたマイクロスフェア（ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ）が広く用いられている。これは、生体内分解性高分子が生体内で徐々に分解することによって、生体内分解性高分子中に取り込んだ薬物を、長期間にわたって安定して放出させることを目的とするものである。
しかしながら、薬物による治療を、副作用をできるだけ少なくして有効に行うためには、薬物を生体内の特定の患部のみに輸送することと、薬物の濃度を安定して長期間持続させることを両立させることが理想的である。
【０００３】
薬物を生体内の特定の患部のみに輸送するためには、生体内の特定の患部へ選択的に吸着する抗体やタンパク質などを薬物とともに担持して体液中を輸送させる手法が適している。化学式Ｃａ10（ＰＯ4 ）6 （ＯＨ）2 で示される水酸アパタイトを代表とするリン酸カルシウムは、抗体やタンパク質など生体高分子を担持する高い能力を持つうえ、生体に対して毒性を持たず、生体内の特定部位へ輸送するための担体として優れた特性を有している。
【０００４】
このリン酸カルシウムを被覆した球状生体内分解性高分子複合体を製造することができれば、生体内の特定の患部へ選択的に吸着する抗体やタンパク質などを表面に吸着させることができるため、薬物を生体内の特定の患部のみに輸送する機能と、薬物の濃度を安定して長期間持続させる機能を兼ね備えた担体として、好適である。しかしながら、従来は、このリン酸カルシウムを被覆した球状生体内分解性高分子を効率よく製造する方法は開発されていない状況にあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況の中で、本発明者らは、前述の方法を開発する目的で鋭意研究を積み重ねた結果、上記リン酸カルシウムを被覆した球状生体内分解性高分子を効率よく製造する方法を確立することに成功して、本発明を完成した。
本発明は、リン酸カルシウムを被覆した球状生体内高分子を効率よく製造する方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、薬物やタンパク質を担持して生体内を輸送するための担体として有用なリン酸カルシウムで被覆した球状生体内高分子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、上記課題を解決するための本発明は、揮発性溶媒に溶解させた生体内分解性高分子をカルシウムイオンを含む溶液中で撹拌し、そこへリン酸イオンを含む溶液を滴下し、得られた混合溶液を熟成させ、その生成物を固−液分離することを特徴とするリン酸カルシウムで被覆された球状生分解性高分子の製造方法である。
また、本発明は、生体内分解性高分子が、難水溶性揮発性溶媒に溶解し、末端官能基もしくは側鎖官能基の少なくともどちらか一方がアニオン性の官能基である高分子の１種又は２種以上であること、及び混合溶液中のカルシウム原子の濃度が、９×１０-4ｍｏｌ／ｌ〜８×１０-2ｍｏｌ／ｌであることを望ましい様態としてもいる。
また、本発明は、上記方法により製造された、リン酸カルシウムで表面を被覆した球状生体内分解性高分子複合体である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について更に詳述する。
先ず、生体内分解性高分子を揮発性溶媒を用いて溶解させる。この際、原料として用いられる生体内分解性高分子としては、例えば、ジクロロメタン、四塩化炭素、クロロホルム、などの難水溶性揮発性溶媒に溶解し、末端官能基もしくは側鎖官能基の少なくともどちらか一方がアニオン性の官能基である高分子を使用することが有効である。これらの高分子としては、例えば、ポリ乳酸、乳酸−グリコール酸共重合体などが好ましい。これらの高分子は１種類だけではなく、２種類以上を組み合わせて用いることもできる。揮発性溶媒は、難水溶性かつ１００℃以下の沸点の有機溶媒であれば特に限定されるものではないが、特に、生体内分解性ポリマーとしてポリ乳酸もしくは乳酸−グリコール酸共重合体を用いる場合には、ジクロロメタンが好ましい。
【０００８】
次に、球状生体内分解性高分子コロイド溶液の調製方法について説明する。即ち、前述の生体内分解性高分子を揮発性溶媒中で溶解し、これをカルシウムイオンを含む溶液中で撹拌する。カルシウムイオンを含む溶液としては、例えば、硝酸カルシウム四水和物水溶液、塩化カルシウム水溶液、塩化カルシウム一水和物水溶液、塩素酸カルシウム二水和物水溶液、過塩素酸カルシウム水溶液、臭化カルシウム水溶液、酢酸カルシウム水溶液が好適なものとして例示されるが、これらに限らず、これらと同効のものであれば適宜のものが使用される。このカルシウムイオンを含む溶液の濃度は、９×１０-4以上、好ましくは、４×１０-3以上であることが必要である。このカルシウムイオンを含む溶液の好適な濃度は９×１０-4ｍｏｌ／ｌ〜８×１０-2ｍｏｌ／ｌである。このカルシウムイオンを含む溶液の濃度が低い場合には、リン酸カルシウムが析出しない、もしくは生体内分解性高分子が球状化しない。この撹拌は、マグネティックスターラーやホモジナイザーなどで容易に行うことができる。撹拌時間は、コロイドが安定しかつ揮発性溶媒が完全に揮発して凝集しない時間となるように適宜調節され、揮発性溶媒の量によって異なるが、約０．５時間〜５時間が好ましい。このとき、揮発性溶媒の量、生体内分解性高分子の量、カルシウムイオンを含む溶液の量、撹拌速度を変化させることにより、最終的な球形高分子の大きさを０．０５〜１００μｍの範囲、典型的には０．１〜５０μｍの範囲で容易に制御することができる。球形生体内分解性高分子の大きさは、揮発性溶媒に対するカルシウムイオンを含む溶液の量、撹拌速度、などが増加すると小さくなり、生体内分解性高分子の量が増加すると大きくなるが、例えば、生体内分解性高分子を０．３６ｇ、揮発性溶媒を２０ｍｌ、カルシウムイオンを含む溶液を１００ｍｌ、用いて、撹拌速度を毎分３００回転とした場合には、約１０μｍの大きさの球形生体内分解性高分子が得られる。
【０００９】
このようにして調製された球形生体内分解性高分子コロイドにリン酸イオンを含む溶液を滴下する。リン酸イオンを含む溶液を滴下する速度は特に限定されるものではないが、少量ずつ滴下することにより、生体内分解性高分子上へ均一にリン酸カルシウムを被覆させることができる。リン酸イオンを含む溶液は、滴下後に生じた溶液中のカルシウム原子のリン原子に対する原子比（Ｃａ／Ｐ比）が１．３〜２．０となるように調製することが好ましい。リン酸イオンを含む溶液としては、例えば、リン酸水素二アンモニウム水溶液、リン酸二水素アンモニウム水溶液、リン酸水素二ナトリウム水溶液、リン酸二水素ナトリウム一水和物水溶液、リン酸二水素ナトリウム二水和物水溶液、リン酸カリウム水溶液、リン酸水素二カリウム水溶液、リン酸二水素カリウム水溶液、リン酸水溶液が、好適なものとして例示されるが、これに限らず、これと同効のものであれば適宜のものが使用される。
【００１０】
次に、滴下後の混合溶液は、撹拌しながら熟成される。この熟成は室温で２時間以上、好ましくは２４時間以上行われる。
このように熟成させた後、混合溶液中の固形分を、濾過や遠心分離などの手段によって取り出し、乾燥処理することによって、リン酸カルシウムで被覆された球形生体内分解性高分子が得られる。
本発明により、生分解性ポリマーの球状化とリン酸カルシウムの析出を同時に行うことが可能であり、それによって、分散相が安定化し、界面活性剤フリーで球状に組織化したリン酸カルシウム被覆生分解性ポリマーが得られる。リン酸イオンを含む溶液を添加することにより、球状生分解性ポリマーは溶液中で安定して分散していることから、リン酸カルシウムの析出が分散相の安定化作用を有すると考えられる。ＳＥＭ観察では球の表面に析出物の存在が確認され、分析の結果から低結晶性のアパタイトであることがわかった。
本発明のリン酸カルシウムで被覆された球形生体内分解性高分子は、表面のリン酸カルシウムは生体内の特定の患部へ選択的に吸着する抗体やタンパク質を担持する能力をもち、内部の生体内分解性高分子は薬物を保持して生体内で徐放する能力をもつ。
このリン酸カルシウムで被覆された球形生体内分解性高分子は、薬物を生体内の特定の部位のみに輸送したり、生体内で薬物の濃度を安定して長期間持続させることのできる、薬物輸送用担体として有用である。
【００１１】
【実施例】
次に、実施例によって本発明を更に具体的に説明するが、該実施例は本発明の好適な例を示すものであり、本発明は該実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例１
２０ｍｌのジクロロメタンで溶解した分子量２０，０００のポリ乳酸０．３６ｇを０．０１６７ｍｏｌ／ｌの酢酸カルシウム水溶液１００ｍｌ中で、毎分３００回転で２時間撹拌した。このようにして得られた懸濁液に０．０１００ｍｏｌ／ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液１００ｍｌを滴下した。滴下後２４時間撹拌した後、ろ過し、６０℃で乾燥後、解砕した。
このようにして得られた粉体は、走査型電子顕微鏡と粉末Ｘ線回折の結果より、平均粒子径が約１０μｍの大きさの球状生体内分解性高分子の表面にリン酸カルシウムの被覆された複合体であることがわかった。
【００１２】
実施例２
２０ｍｌのジクロロメタンで溶解した分子量２０，０００のポリ乳酸０．３６ｇを０．００４０ｍｏｌ／ｌの硝酸カルシウム水溶液１００ｍｌ中で、毎分２００回転で２時間撹拌した。このようにして得られた懸濁液に０．００２５ｍｏｌ／ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液１００ｍｌを滴下した。滴下後２４時間撹拌した後、ろ過し、６０℃で乾燥後、解砕した。
このようにして得られた粉体は、走査型電子顕微鏡と粉末Ｘ線回折の結果より、平均粒子径が約５０μｍの大きさの球状生体内分解性高分子の表面にリン酸カルシウムの被覆された複合体であることがわかった。
【００１３】
実施例３
２０ｍｌのジクロロメタンで溶解した共重合体比７５：２５で分子量２０，０００の乳酸−グリコール酸共重合体０．３６ｇを０．０１６７ｍｏｌ／ｌの酢酸カルシウム水溶液２００ｍｌ中で、毎分５００回転で２時間撹拌した。このようにして得られた懸濁液に０．０１００ｍｏｌ／ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液２００ｍｌを滴下した。滴下後２４時間撹拌した後、ろ過し、６０℃で乾燥後、解砕した。
このようにして得られた粉体は、走査型電子顕微鏡と粉末Ｘ線回折の結果より、平均粒子径が約１μｍの大きさの球状生体内分解性高分子の表面にリン酸カルシウムの被覆された複合体であることがわかった。
【００１４】
比較例１
２０ｍｌのジクロロメタンで溶解した分子量２０，０００のポリ乳酸０．３６ｇをカルシウムイオンを含まない蒸留水１００ｍｌ中で、毎分５００回転で２時間撹拌した。このようにして得られた懸濁液に０．０１００ｍｏｌ／ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液１００ｍｌを滴下した。滴下後２４時間撹拌した後、ろ過し、６０℃で乾燥後、解砕した。
このようにして得られた粉体は、走査型電子顕微鏡の結果より、生体内分解性高分子は約１μｍ〜２０ｍｍの大きさの塊状となり、球状とはならないことがわかった。
【００１５】
比較例２
２０ｍｌのジクロロメタンで溶解した分子量２０，０００のポリ乳酸０．３６ｇを０．０００８ｍｏｌ／ｌの硝酸カルシウム水溶液１００ｍｌ中で、毎分５００回転で２時間撹拌した。このようにして得られた懸濁液に０．０００５ｍｏｌ／ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液１００ｍｌを滴下した。滴下後２４時間撹拌した後にろ過し、６０℃で乾燥後、解砕した。
このようにして得られた粉体は、走査型電子顕微鏡と粉末Ｘ線回折の結果より、球状生体内分解性高分子の表面にリン酸カルシウムが存在しないことがわかった。
【００１６】
比較例３
２０ｍｌのジクロロメタンで溶解した共重合体比７５：２５で分子量２０，０００の乳酸−グリコール酸共重合体０．３６ｇをカルシウムイオンを含まない蒸留水１００ｍｌ中で、毎分５００回転で２時間撹拌した。このようにして得られた懸濁液に０．０１００ｍｏｌ／ｌのリン酸水素二アンモニウム水溶液１００ｍｌを滴下した。滴下後２４時間撹拌した後にろ過し、６０℃で乾燥後、解砕した。
このようにして得られた粉体は、走査型電子顕微鏡の結果より、生体内分解性高分子は約１μｍ〜２０ｍｍの大きさの塊状となり、球状とはならないことがわかった。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、揮発性溶媒に溶解させた生体内分解性高分子をカルシウムイオンを含む溶液中で撹拌し、そこへリン酸イオンを含む溶液を滴下し、得られた混合溶液を熟成させ、その生成物を固−液分離することを特徴とするリン酸カルシウムで被覆された球状生分解性高分子の製造方法及びその球状生分解性高分子複合体に係るものであり、本発明により、１）生分解性ポリマーの球状化とリン酸カルシウムの析出を同時に行うことができる、２）リン酸カルシウムの析出により分散相が安定化される、３）界面活性剤フリーで球状に組織化したリン酸カルシウム被覆生分解性ポリマーが得られる、４）リン酸カルシウムで被覆された球状生体内分解性高分子を効率よく製造することができる、５）抗体やタンパク質などを表面に担持する能力をもつリン酸カルシウムで被覆された生体内分解性高分子を製造することができる、６）得られた球形生体内分解性高分子は、表面のリン酸カルシウムが生体内の特定の患部へ選択的に吸着する抗体やタンパク質などを担持することができ、また、生体内分解性高分子中に薬物を保持すれば薬物を徐々に放出することができるという利点を有するので、薬物輸送用担体として有用である、等の格別の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リン酸カルシウムを被覆した球状生体内高分子説明図（ＳＥＭ）写真である。
【図１】
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