(57)【要約】本発明は、ポリ（アルキレングリコール）成分、短鎖のジオール、芳香族ジカルボン酸又はその誘導体、及び少なくとも１のタイプの非芳香族ジカルボン酸又はその誘導体の組み合わせに基づくポリ（エーテルエステル）マルチブロックコポリマー物質に関する。本発明はさらに該重合状物質の製造方法、該重合状物質を含む医療用デバイス、及び組織再生誘導のための薬剤製造のために、インビトロでの組織工学のためのスキャフォルドとして又は（生）活性な物質のコントロールされた放出のためのマトリックスとして該医療用デバイスを使用することに関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
モノマー状単位
2005518469.tif 000012
ここで、
＊はもう１つのモノマー単位への結合を表す；
Xは芳香基を含む部分を表す；
Yはアルキレン部分である；
Zはアルキレン又はアルケニレン部分を表す；
ｎは１〜２５０、好ましくは８〜１００の範囲の整数を表す；及び
ｍは２〜１６の範囲の整数を表す
を含むランダムコポリマー。
【請求項２】
モノマー単位AおよびCの合計重量割合が０．１〜１の範囲であるところの、請求項１に記載のコポリマー。
【請求項３】
モノマー状単位Cの数及びモノマー状単位Dの数の和の合計重量割合が０．０１〜１、好ましくは０．０５〜０．９９であるところの、請求項１又は２のいずれか１項に記載のコポリマー。
【請求項４】
Xがフェニル基であるところの、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコポリマー
【請求項５】
Yがエチレン、プロピレン、ブチレン、及びそれらの組み合わせの群から選択されるところの、請求項１〜４のいずれか１項に記載のコポリマー。
【請求項６】
Ｚがエテニレン、プロピレン、ブチレン、へキシレン、及びオクチレンの群から選択されるところの、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコポリマー。
【請求項７】
１０，０００〜５００，０００ｇ／モル、好ましくは４０，０００〜３００，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のコポリマー
【請求項８】
以下の工程、
ａ）芳香族ジカルボン酸又はその誘導体、非芳香族ジカルボン酸又はその誘導体をポリ（アルキレングリコール）及びアルカンジオールと反応させること、そして
ｂ）アルカンジオールの除去下で重縮合を行うこと
を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のコポリマーを製造する方法。
【請求項９】
工程ａ）においてアルカノールが反応混合物から除去されるところの、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
芳香族ジカルボン酸がテレフタル酸であるところの、請求項８又は９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
ポリ（アルキレングリコール）が、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（プロピレングリコール）、及びポリ（ブチレングリコール）、及びそれらのコポリマーから選択されるところの、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
テトラブチルオキシチタンが反応工程a)における触媒として使用されるところの、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
非芳香族酸が、マレイン酸、琥珀酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸、及びスベリン酸の群から選択されるところの、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のコポリマーを含む医療用デバイス。
【請求項１５】
インビトロで組織を培養するためのスキャフォルド、制御された医薬品の放出のためのマトリックス、組織修復のための代替物、縫合糸、骨スクリュー、縫合アンカー、テーパー付ピン又はテーパーのないピン、又はステープルであるところの、請求項１４に記載の医療用デバイス。
【請求項１６】
医療用用途のための、請求項１〜７のいずれか１項に記載のコポリマー。
【請求項１７】
組織修復のための医薬の製造にため又はコントロールされた医薬品の放出のために、請求項１〜７のいずれか１項に記載のコポリマーを使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー状物質、該ポリマー状物質の製造方法、該ポリマー状物質を含む医療用デバイス、及びインビトロ（in vitro）で組織を構築するためのスキャフォルドとしてあるいは（生物）活性な物質の制御された放出のためのマトリックスとしての誘導された組織のための医薬の製造のための医療用デバイスの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、生物学的に活性な剤のキャリアとして有用であり、そのような剤のインビボ（in vivo）での送達に使用され得るところの新しい物質に対して連続的に起きる興味が存在する。特に、多くの研究が、取り込まれた生物学的に活性な剤の望まれる放出パターンが達成されるところの、インビボにおける特定の分解性プロフィールを示すようなキャリアの設計に捧げられてきた。
【０００３】
この研究の後ろにある根本的理由の１つは、存在する医薬品の放出時間を長引かせる（すなわち持続された放出）送達システムを開発するという希望である。もう１つの理由は、ある種の医薬品の乏しい薬動力学（pharmacokinetic）的プロフィールを除去するあるいは緩和するシステムを開発するという希望である。特に、ペプチド及びたんぱく質は薬動力学的の困難を起こす。そのような物質は、しばしば親らしく投与されねばならず、体系的な作用(systemic action)が必要とされる。また多くの薬は短い半減期を有し、そのことは頻繁な投与スケジュールを必要とする。患者の服薬態度(compliance)及び頻繁な投与プロトコルに関連する高いコストは、新しい投与の方法及び同時にそのような医薬に対する新しい投与の形態を見つけようする強い刺激を与える。新しい医薬送達手段に対するこの研究の裏にあるさらにもう１つの理由は、管理された生物学的に活性な剤、例えば医薬品、が患者の特定の場所において放出されることを達成したいという願いである。例えば、経口投与されたとき、胃で遭遇する厳しい条件に耐えることができ、そのままの形で小腸へと通過し、そこでのみ、取り込まれた医薬品を放出するところの送達手段を設計することが必要であり得る（遅延放出）。
【０００４】
医薬送達マトリックスとして現在研究中である重合体状のシステムは、広い範囲の生分解性化合物を含む。頻繁に用いられるシステムはポリ乳酸（PLA）又はポリ乳酸及びグリコール酸のコポリマーに基づく。そのようなコポリマーはPLGAポリマーとして公知である。過去には、生物学的に活性な剤をカプセルに取り込んだPLGAポリマーの微小球が製造された。しかし多くの深刻な欠点がこれらのシステムには付随する。これらの中には、PLGA微小球によりカプセルに取り込まれたたんぱく質の放出を操作する可能性が乏しいということがある。たんぱく質のPLGAマトリックス中での拡散（拡散はその点において決定的な役割を演じる）が非常に限られている。従って、取り込まれたたんぱく質の放出は完全にマトリックスの穴（もしあるとすれば）を通ってのたんぱく質の拡散、及びPLGAのインビボでの分解又は溶解に依存する。PLGAマトリックスの分解は、相対的に急激なpＨの低下をもたらし、そのことは多くのたんぱく質にとって有害である。
【０００５】
欧州特許出願公開第０８３０８５９号はポリアルキレングリコール、好ましくはポリエチレングリコールと芳香族ポリエステル、好ましくはポリブチレンテレフタレートとのコポリマーに基づく医薬送達システムを開示する。このポリマー状物質は、ハイドロジェル様の性質を有し、有利に大きな分子、例えばたんぱく質でさえもポリマーマトリックスを通して拡散させることができる。さらに、このポリマー状物質の生体適合性（biocompatibility）は非常に良好であることが見出された。
【０００６】
しかしある目的にとっては、ポリマーの分解性は相対的に遅いことが見出された。結果として、ポリマー状マトリックスの痕跡量又は粒子が、取り込まれた医薬の放出が完了した後いくらかの時間、そのまま残り得る。従って、生物学的に活性な剤、例えば医薬及びたんぱく質のための送達手段としての使用に適し、出発点としての役割を果たすコポリマーの優れた生物学的な特徴を実質的に維持しながら該ポリマーの分解性の特徴は実質的に変更されうるようなポリマー状物質提供に対する望みがある。
【０００７】
生物学的物質を開発するもう１つの潮流は、組織工学の相対的に新しい分野が引き金となる。典型的には組織工学において、マトリックス（しばしばスキャフォルドと呼ばれる）がインビトロで細胞を付与され、細胞とスキャフォルドの合わされた系が組織修復の必要な患者の体に移植される。移植後、始めは、スキャフォルドは移植片をくっつけるために機械的性質及び統合性を付与することを意図される。ひとたび細胞が成長し始め、新たに組織を形成し始めると、スキャフォルドは新しい組織がその機能を取って代わるように分解することが意図される。インビボでの新しい組織の形成過程を促進するため、時々、細胞はインビボでの培養プロトコルに付される。
【０００８】
組織工学において細胞を付与されるべきスキャフォルドとして機能する理想的な物資は、修復が必要である組織の性質、特に機械的性質がよく似ている。あるタイプの組織はより強くより硬直した機械的性質を他のものより要求するために、機械的性質が組織工学の状況の必要に応じて有利に適合され得るところの生分解性でありかつ生体適合し得る物質を有することが所望される。また、修復されるべき組織のタイプに依存して、スキャフォルドのより遅いあるいはより速い分解が所望され得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って有利に短期間に渡って分解すると同時に生体適合性に関して優れた性質を有する生体物質を提供することは本発明の目的である。
【００１０】
本発明のもう１つの目標は、分解性を調節することを可能にする組成物を有するが、該物質の使用に関する生体適合性及び他の性質、例えば医薬送達手段としての性質は、上記調節により実質的に否定的に影響されないところの物質を提供することである。
【００１１】
生体適合性及び調節可能な生分解性に関して上に述べられた性質を表すばかりでなく、該物質の例えば医療用デバイスにおける使用に関して要求をも満足する物質に至ることもまた本発明の目標である。
【００１２】
（生物）活性化合物、例えば医薬又は成長因子のコントロールされた放出のためのマトリックスとして機能し得る物質を提供することはさらにこの発明の目標である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、中にある成分が取り込まれて、これらの所望される性質を与え、上の要件を満たすポリマー状物質を今見出した。このポリマー状物質はポリエーテル成分、短鎖のジオール及び芳香族及び非芳香族ジカルボン酸、又はその誘導体の混合物の組み合わせに基づく。
【００１４】
本発明は従ってモノマー状単位を含むランダムコポリマーに向けられ、
【００１５】
【化１】
2005518469.tif 000002
ここで、
＊はもう１つのモノマー単位への結合を表す；
Xは芳香基を含む部分を表す；
Yはアルキレン部分である；
Zはアルキレン又はアルケニレン部分を表す；
ｎは１〜２５０、好ましくは８〜１００の範囲の整数を表す；及び
ｍは２〜１６の範囲の整数を表す。
【００１６】
本発明に従うポリマー状物質は、生分解性及び生体適合性に関して優れた性質を有することが見出された。マルチブロックコポリマーの異なる成分間の比を変化させることにより、ポリマー状物質の生分解性プロフィール並びに機械的性質は簡便に調節されうる。有利に、ポリエステル成分の分解生成物、ジカルボン酸は、ある条件下では、存在するポリマー状物質の他の成分の分解を触媒し得ることが見出された。
【００１７】
本発明の文脈において、用語、生体適合性とは、実質的に人間又は動物の許容されない反応なしに例えば医療的移植の形で、人間又は動物の体へと取り込まれ得る物質を意味すると意図される。用語、生分解性とは、ある期間の後、生物学的な環境において分解される物質を意味する。好ましくは、分解の速度は、体が自己増殖の組織を生産して、該生分解性物質が製造されるところの移植物と置換する速度と類似又は同一であるように選択される。
【００１８】
用語ランダムコポリマーとは、本発明のポリマー状物質がモノマー状単位Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤを任意の順序及び任意の比において含むことを示すことが意図される。モノマー状単位Ａの数：モノマー状単位Ｂの数の比（ａ／ｂ）は、典型的にはモノマー状単位Ｃの数：モノマー状単位Ｄの数ｄの比（ｃ／ｄ）と同じである。本発明に従うコポリマーは、単位Ａ，Ｂ，Ｃ及び／又はＤ以外のモノマー状単位を含まないことが好ましい。
【００１９】
そのようなものとして、該ポリマー状物質は、硬い及び柔らかいフラグメントの両方を含む。柔らかいフラグメントの重量割合は、ｘとして定義され、ポリマー状物質中のモノマー状単位Ａ及びＣの合わされた重量割合により決められる。そうすると、硬いフラグメントの重量割合は１−ｘとして定義され、ポリマー状物質中のモノマー状単位Ｂ及びＤの合わされた重量割合により決められる。柔らかなセグメントの重量割合ｘは、好ましくは０．１〜１の範囲であり、より好ましくは０．４〜１、さらにより好ましくは０．５〜０．９である。さらに、モノマー状単位Ｃの数とモノマー上単位Ｄの数の合計の割合、（ｃ＋ｄ）はこの、０．０１〜１、より好ましくは０．０５〜０．９９である。
【００２０】
既に述べられたように、Ｘは芳香族基を含む部分である。該芳香族基は原則としていかなる芳香族基、例えばフェニル、ナフチル、又はシクロペンタジエニル基であってもよい。好ましくは、芳香族基はフェニル基である。芳香族基は、１以上の置換基、例えば塩素、臭素、ヨー素、フッ素、ニトロ基、メトキシ基、又は１〜３の炭素原子を含むアルキル基を有しうると理解される。部分Ｘは、他の原子団、例えばメチレン基を含むことがさらに可能である。そのような可能性の例は、−（ＣＨ2）p−芳香族基―（ＣＨ2）qを含み、ここでｐ及びｑは０〜３の範囲の整数の群から独立して選択される。好ましくはｐ及びｑの両方は０である。
【００２１】
部分Ｙはアルキレン基である。本明細書において使用される用語アルキレン及びポリアルキレンは、一般的には任意の異性体構造を意味し、即ち、プロピレンは１，２−プロピレン及び１，３−プロピレンを含み、ブチレンは１，２−ブチレン、１，３−ブチレン、２，３−ブチレン、１，２−イソブチレン、１，３−イソブチレン及び１，４−イソブチレン（テトラメチレン）を含み、より高次のアルキレン同族体の場合同様である。好ましくは、このアルキレン基は、エチレン、プロピレン、ブチレン、及びそれらの組み合わせの群から選択される。部分Ｙは、結合された酸素とともにモノマー状単位Ａ及びＣにおいてｎ回出現する繰り返し単位を形成する。この繰り返し単位は好ましくはポリ（アルキレングリコール）から誘導される。ポリ（アルキレングリコール）は、好ましくはポリ（エチレングリコール）、ポリ（プロピレングリコール）、及びポリ（ブチレングリコール）及びそれらのコポリマー、例えばポロクサマーから選択される。非常に好ましいポリ（アルキレングリコール）は、ポリ（エチレングリコール）である。ポリ（アルキレングリコール）は約２００〜１０，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有しうる。好ましくは、ポリ（アルキレングリコール）は、３００〜４，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する。従って、整数ｎは好ましくは１〜２５０、より好ましくは８〜１００の範囲で選択される。
【００２２】
本明細書に意味される重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により適切に測定され得る。この技術自体は公知であり、例えばクロロホルム、ヘキサフルオロイソプロパノール、又はｍ−クレゾールを溶媒として、ポリスチレン又はポリ（メチルメタクリレート）を外部標準として用いて行われ得る。あるいは、重量平均分子量に対する尺度は粘性（ＮＥＮ−ＥＮ−ＩＳＯ1628-1を参照のこと）を用いることにより得られうる。この技術は例えば２５℃において、クロロホルム、ヘキサフルオロイソプロパノール、又は両者混合物を溶媒として用いて行われ得る。好ましくは、コポリマーの極限粘度は０．２〜２．０ｄＬ/ｇの間である。上で記載されたＧＰＣにより測定された重量平均分子量のより好ましい範囲は、ポリマーの適切な物理的データが公知であれば、極限粘度に換算してもまた表されることができる。
【００２３】
部分Ｚは、アルキレン又はアルケニレン基である。用語アルキレン基のように、用語アルケニレン基は、任意の異性体構造を意味すると意図される。従って、例えばプロピレン基は１，２−プロペニレン基、２，３−プロペニレン基、又はイソプロペニレン基である得る。典型的には、部分Ｚは２つの結合されたカルボニル基とともにジカルボン酸又はその誘導体から誘導される。好ましくは、ジカルボン酸は４〜１８の炭素原子を有するアルカンジオン酸である。ジカルボン酸は分岐状ではないジカルボン酸であることがさらに好ましい。なぜならこのことは優れた加工性（生物学的に活性な剤が簡便な方法で取り込まれうる）を有するコポリマーをもたらすことが見出されたからである。特に好ましいのは、マレイン酸、琥珀酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタール酸、及びスベリン酸から選択されたジカルボン酸である。従ってＺは好ましくはエテニレン、プロピレン、ブチレン、へキシレン、及びオクチレンの群から選択される。その上、コポリマーを製造するために使用される（脂肪族）ジカルボン酸の量が増大されたとき、増大された膨張挙動を有するコポリマーが得られることが見出された。
【００２４】
実際のジカルボン酸を使用する代わりに、同じカルボン酸の官能性によりコポリマー構造中に取り込まれるジカルボン酸の誘導体を使用することもまた可能である。そのような誘導体の例は、当業者により容易に想到され、無水物、モノエステル及びジエステル、及び一塩基酸及び二塩基酸塩化物などを含む。ジカルボン酸のモノエステル又はジエステルが使用される場合、カルボン酸基は好ましくは１〜４の炭素原子を有するアルキル基にエステル化される。好ましい誘導体は、ジメチルエステルである。
【００２５】
整数ｍは、２〜１６の範囲で選択される。２〜１６の繰り返すメチレン基は好ましくはジオールから誘導される。好ましい実施態様においてジオールはジヒドロキシエタン、ジヒドロキシプロパン、又はジヒドロキシブタンの群から選択される。非常に好ましい短鎖はジヒドロキシブタンである。
【００２６】
本発明に従うランダムコポリマーの重量平均分子量は、好ましくは１０，０００〜５００，０００ｇ/モル、より好ましくは４０，０００〜３００，０００ｇ／モルの範囲である。
【００２７】
本発明はさらに以下の工程、
ａ）芳香族ジカルボン酸又はその誘導体、非芳香族ジカルボン酸又はその誘導体をポリ（アルキレングリコール）及びアルカンジオールと反応させること、及び
ｂ）アルカンジオールの除去下で重縮合を行うこと
を含む上に記載されたコポリマーを製造する方法に関する、
【００２８】
芳香族ジカルボン酸又はその誘導体は、上に記載された部分Ｘを与えるように選択される。芳香族ジカルボン酸の好ましい例は、テレフタル酸又はその誘導体である。そのような誘導体の例は当業者により容易に想到され、酸無水物、モノエステル及びジエステル、モノ及びジカルボン塩化物などを含む。二塩基酸のモノエステル又はジエステルが使用される場合、カルボン酸基は好ましくは１〜４の炭素原子を有するアルキル基にエステル化される。好ましい誘導体はジメチルエステルである。
【００２９】
非芳香族ジカルボン酸又はその誘導体は、上で議論されたように、コポリマー中に部分Ｚを与えるように選択される。好ましくは、非芳香族は、マレイン酸、琥珀酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタール酸、及びスベリン酸の群から選択される。適切な誘導体の例は、当業者により容易に想到され、無水物、モノエステル及びジエステル、モノ及び二塩基酸塩化物などを含む。ジカルボン酸のモノエステル又はジエステルが使用される場合、カルボン酸基は好ましくは１〜４の炭素原子を有するアルキル基にエステル化される。好ましい誘導体はジメチルエステルである。
【００３０】
ポリ（アルキレングリコール）は、コポリマー中に部分Ｙを与えるように選択される。ポリ（アルキレングリコール）は、好ましくはポリ（エチレングリコール）、ポリ（プロピレングリコール）、及びポリ（ブチレングリコール）及びそれらのコポリマー、例えばポロクサマーから選択される。非常に好ましいポリ（アルキレングリコール）は、ポリ（エチレングリコール）である。ポリ（アルキレングリコール）は約２００〜１０，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有しうる。好ましくは、ポリ（アルキレングリコール）は、３００〜４，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する。
【００３１】
アルカンジオールは好ましくは短鎖のジオールであり、上の式の指数ｍを有する基を与えるように選択される。好ましい実施態様において、ジオールはジヒドロキシエタン、ジヒドロキシプロパン又はジヒドロキシブタンの群から選択される。非常の好ましい短鎖ジオールはジヒドロキシブタンである。
【００３２】
本発明に従うマルチブロックコポリマーの好ましい製造はポリ（エチレングリコール）、ブタンジオール、ジメチルテレフタレート、及び琥珀酸ジメチルから合成されたマルチブロックコポリマーの例により今説明される。この記載に基づいて当業者は、上述されたクラス内の任意の所望されるマルチブロックコポリマーを製造できる。
【００３３】
典型的なポリ(エーテルエステル)マルチブロックコポリマーはジメチルテレフタレート、アルカンジオール、例えば１，４−ブタンジオール（過剰量）、ポリ（エチレングリコール）、琥珀酸ジメチル、抗酸化剤、及び触媒の混合物から製造され得る。適切な触媒の例はテトラブチルオキシチタンである。混合物は反応容器に入れられ、好ましくは少なくとも約１６０℃まで加熱され、エステル交換が進行するにつれて、メタノールが好ましくは蒸留される。
【００３４】
エステル交換後、温度は好ましくはゆっくり約２４５℃まで上昇され、真空（最終的に派０．１ミリバール未満）が好ましくは達成される。過剰のアルカンジオールは留去され、目的のマルチブロックコポリマーが重縮合工程において形成される。
【００３５】
その有利な性質のために、本発明に従うポリマー状物質は、様々な医療用デバイス、例えば人工皮膚のスキャフォルド、骨移植、セメントリストリクターの製造に、又は軟骨又は筋肉の組織工学のために使用され得る。
【００３６】
本発明は従って上に記載されたポリマー物質を含む医療用デバイスをもまた含む。好ましくは医療用デバイスは組織修復又はコントロールされた医薬の放出のために使用され得る。医療用デバイスの好ましい形はインビトロで組織を構築するためのスキャフォルド、コントロールされた医薬の放出のためのマトリックス、組織修復のための代替物、縫合糸、骨スクリュー、縫合アンカー（suture anchor）、テーパーピン又はテーパーのないピン、又はステープルを含む。
【００３７】
本発明に従うポリマー物質の上の記載、その組成及びその製造に基づいて、特定の用途又はデバイスの文脈において該当業者の特定の必要性にあわせるために該当業者は物質の性質を調節することができることに留意されたい。例えば、皮膚を組織工学するためのスキャフォルド、又は縫合糸のためには、より柔軟な物質が所望される可能性があり、その性質はマルチブロックコポリマー中のポリ（アルキレングリコール）成分の量を増加させることにより、プラスに影響される。他の目的、例えば（生）活性な剤のコントロールされた放出のためには、さらに速い分解プロフィールが望まれ、その場合、非芳香族ジカルボン酸又はその誘導体のより高い量が取り込まれうる。この点に関して、マルチブロックコポリマー中のポリ（アルキレングリコール）成分の所定の重量％は２つの異なる方法で取り込まれる得ることに留意されるべきである。１つの可能性は、より大きいブロックすなわちより高い重量平均分子量のポリ（アルキレングリコール）のより少ない数を使用することである；もう１つはより低い重量平均分子量のより多いブロックを取り込むことである。
【００３８】
使用のために適する医療用デバイスを得るために、ポリマー物質は、例えば押出し、射出成形、ブロー成形、溶液成形、及びポリマー物質の成形及び加工のための他の技術のための慣用の加工工程により製造される。
【００３９】
本発明に従う医療用デバイスの性能をさらに向上させるために、薬又は薬学的に活性な成分をポリマー組成物中に含むことが可能である。該デバイスは薬剤のコントロールされた放出に使用され得る。これは本発明のポリマー状組成物の他の機能と関連して行われることができるが、この特定の実施態様の唯一の目的でもまたあり得る。
【００４０】
デバイスのほかに、本発明のポリマーは、生物学的に活性な剤（たんぱく質及びペプチド）の放出のためのコントロールされた放出配合物を製造するためにもまた使用され得る。そのような送達システムは微小球、射出可能なゲル、シート等へ、当業者に公知の方法により配合され得る。
【００４１】
本明細書において使用される用語“生物学的に活性な剤”とは、治療効果又は予防効果を提供する剤を意味する。そのような剤は抗微生物剤（抗バクテリア剤及び抗菌剤を含む）、抗ウィルス剤、抗腫瘍剤、ホルモン免疫剤、成長因子、脂質、及び糖脂質を含むがそれらに制限されない。
【００４２】
ポリマー状物質に取り込まれ得るところの、上述された生物学的に活性な剤は、性質が広く変化し得る；原則として任意のタイプの添加剤が取り込まれうる。ポリマー状物質はインビボで生分解可能であって、分子の拡散を許すので、添加剤は該物質の周辺へ制御された方式で放出される。これらの添加剤は溶液中に０〜５０重量％、好ましくは１〜２０重量％の範囲の量で添加され得る。
【００４３】
取り込まれうる生物学的に活性な剤は、非ペプチド、非たんぱくの小さいサイズの医薬を含むがこれらに限定されない。それらは一般的に１５００未満、特に５００未満であるところの分子量を有する。生物学的に活性な剤の第２の重要な群は生物学的に活性なペプチド及びたんぱく質である。
【００４４】
生物学的に活性な剤はポリマー物質中に、それを該ポリマー状物質の溶液に溶解することにより取り込まれうる。適切な溶媒はクロロホルム、ジクロロメタン、N−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキサイド、アセトン、ヘキサフルオロイソプロパノールなどである。適切な溶媒の選択は、選択されたコポリマーの組成に依存する。従って、均一な溶液又は懸濁物が分散により形成される。あるいは、生物学的に活性な剤の溶液はコポリマー溶液と混合されて、均一な混合物又はエマルジョンを形成する。また、生物学的に活性な剤はコポリマーとの物理的に混合すること、例えば押出しにより取り込まれうる。後者の場合、熱がかけられるので、生物学的に活性な剤の安定性及び／又は活性を害さないように注意が払われなければならない。
【００４５】
多孔質の物質が形成されることが所望されるならば、孔形成剤がコポリマーの溶液又は懸濁物において含まれることができる。孔形成剤は有機溶媒、水、塩（塩化ナトリウム、クエン酸ナトリウムなど）、糖、及び水溶性の合成ポリマーを含み得る。そのような孔形成剤を用いて、孔が該剤の濾過によりあるいは相分離により作られることができる。
【００４６】
本発明は以下の非制限的な実施例により今さらに説明される。
【実施例】
【００４７】
実施例１
以下の実施例において記載されるポリ（エーテルエステル）マルチブロックコポリマーはポリ（エチレングリコール）、ブタンジオール、芳香族ジカルボン酸誘導体としてのジメチルテレフタレート、及び非芳香族ジカルボン酸としての琥珀酸ジメチルから構成される。約６０重量％のポリ（エチレングリコール）及び５０／５０モル比のテレフタレート及びスクシネートを含むポリマー（１−A）が以下の物質を常圧蒸留及び減圧蒸留の両者を行うのに適する反応容器中に入れることにより行われる。
【００４８】
【表１】
2005518469.tif 000003
【００４９】
反応器は、トルク読み出し付き機械攪拌機、窒素導入チューブ、デジタル読み出しデバイスに接続されたPt１００温度センサー、及びサーモスタット付水浴により加熱され得るコンデンサーを装備される。反応器はサーモスタット付油浴により加熱される。
【００５０】
エステル交換反応は１４０〜１４５℃において始まる。メタノールは約１時間で留去される。この後、温度はゆっくり２４０℃まで上げられる。反応混合物の温度が２３０〜２４０℃に到達するにつれ、圧力は約３０分間で徐々に０．５〜１．５ミリバールに下げられる。３〜４時間の間、反応混合物は所望される粘度に到達するまで、縮合生成物、１，４−ブタンジオールは留去される。ポリマーは、次に押し出しされ、冷水中で反応停止され、続いて乾燥及び粉砕が行われる。
【００５１】
２５℃においてクロロホルム中で測定された生成物の極限粘度は、０．９９０ｄｌ/ｇである。Ｈ−ＮＭＲ測定は、ポリエーテルの重量％：二塩基酸の比（Ｔ／Ｓ）を計算するために使用された。実施例１−Ａの場合、ポリ（エチレングリコール）含有量は５８．３重量％であった。二塩基酸の比（Ｔ／Ｓ）は５５／４５モル％である。
【００５２】
実施例２
比較のため、１−Aとおよそ同じポリエーテル含有量を含むマルチブロックコポリマー（１−B）が合成された。使用された二塩基酸は、琥珀酸エステルのみであり、芳香族二塩基酸は取り込まれなかった。以下の物質を反応器に入れることにより、実施例１に記載されたのと同じ方法で製造される。
【００５３】
【表２】
2005518469.tif 000004
【００５４】
２５℃においてクロロホルム中で測定された生成物の極限粘度は１．１６６dl／gである。H-NMR測定は６３．５重量％のポリ（エチレングリコール）が取り込まれたことを示した。
【００５５】
実施例３
実施例１及び２に記載されたポリマーの１０重量％溶液が、インビトロでの分解研究のために使用されるべきフィルムをキャストするために使用された。乾燥フィルム（約０．５グラム、厚さ５０〜１００μｍ）が５０ｍｌのリン酸緩衝生理食塩水（PBS、pＨ７．４、１．０６mＭのKH2PO4、１５５．１７mＭのNaCl、及び２．９６mＭ のNa2HPO4・7H2Oを含む）に振盪浴中で３７℃において１，２，４、及び８週間含浸された。毎週、緩衝液は交換された。該フィルムは凍結乾燥され、次にゲル浸透クロマトグラフィー（GPC）により分析された。試料は、ポリマーラボのHFIPゲルガードカラム（５０×７．５ｍｍ）及び２つのPLHFIPゲル分析カラム（３００×７．５ｍｍ）を通して０．０２Mのトリフルオロ酢酸ナトリウム（NaF3Ac）のヘキサフルオロイソプロパノール溶液中で溶出された。フロー速度は１ml/分であり、屈折率（RI）検知器が使用された。カラム温度は４０℃であり、試料濃度は２０mg/ｍｌであった。分子量（Mn及びMw）はポリメチルメタクリレート（PMMA）標準に対して決められた。
【００５６】
対照として、１−Aとおよそ同じポリエーテル含有量を含むポリ（エーテルエステル）マルチブロックコポリマーの分解が含まれる（米国特許第５９８０９４８号からのデータ）。対照ポリマーにおいて使用された二塩基酸はテレフタレートのみであり、非芳香族二塩基酸は取り込まれなかった。実施例１に記載されたのと同じ方法で製造された。
【００５７】
【表３】
2005518469.tif 000005
【００５８】
表３において示された結果から、ポリ(エーテルエステル)マルチブロックコポリマー中に取り込まれた非芳香族二塩基酸の量の増加は、増大された分解速度をもたらすことは明白である。
【００５９】
実施例４
脂肪族／芳香族ポリ（エーテルエステル）フィルムから放出されるたんぱく質
I.始めに
たんぱく質のコントロールされた放出のためのマトリックスとしてのＰＥＧ（Ｔ／Ｓ）／ＰＢ（Ｔ／Ｓ）コポリマー（ここでＰＥＧはポリエチレングリコールを表し、ＰＢはポリブチレンを表し、Ｔはテレフタレートを表し、Ｓはスクシネートを表す）を評価するため、フィルムからのインビトロの放出が調べられた。マトリックス組成物の効果はＰＥＧの分子量及びスクシネートの百分率を変化させることにより調べられた。さらに、異なるサイズのモデルたんぱく質が調べられた。
【００６０】
ＩＩ．物質及び方法
実施例４の実験の大要が、添付された付録１に示される。
【００６１】
【表４】
2005518469.tif 000006
【００６２】
１．フィルムの製造
フィルムは油中水型エマルジョン（ｗ/ｏ）から製造された。油相は、少なくとも５ｍＬのジクロロメタン中に溶解された１ｇのポリマー（正確な量は、付録１を参照のこと）から構成されていた。水相はＰＢＳに溶解されたたんぱく質から構成されていた(５５ｍｇ/ｍＬ)。使用された３つの異なるたんぱく質はリゾチーム、炭酸脱水酵素、及びウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）であった。0.6ｍＬのこのたんぱく質溶液がポリマー溶液に添加され、数秒、攪拌プレートで攪拌された。次に、混合物は５０ｍＬの遠心管に入れられ、１９０００ｒｐｍにおいてウルトラタラックスを３０秒間用いてエマルジョンが製造された。
【００６３】
エマルジョンは調節可能なフィルムアプリケーターを使用して、ガラス板上でキャスト成形された。ジクロロメタンの蒸発後、フィルムはガラス板からはがされ、さらに空気中で数時間乾燥された。次に、フィルムは凍結乾燥機中で少なくとも１０時間乾燥された。
【００６４】
２．放出の測定
各フィルムに対して、３つの片（＋／−１．７７ｃｍ2）が秤量され、１ｍｌの放出バッファー（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．４、ＰＢＳ）中で３７℃において水浴中、定常的な攪拌下（２６／分）インキュベートされた。時々（放出速度に依存する）放出媒体は交換された。
【００６５】
放出されたたんぱく質の量を測定するため、分光光度計が使用された：最初にＰＢＳ中の異なる濃度の較正曲線（０〜２５μｇ/ｍｌ）が、ミクロＢＣＡたんぱく質アッセイを用いて行われた（検出波長５７０ｎｍ）。
【００６６】
この標準曲線が放出媒体中のたんぱく質の濃度を決定するために使用された。
【００６７】
３．行われた実験
この調査の間に調整され、同定された異なるたんぱく質を担持されたすべてのフィルムは、付録１に列挙されている。Ｔ／Ｓ比は、別に述べられない限り、およそ５０／５０モル％である。
【００６８】
ＩＩＩ．結果と検討
Ａ．コポリマー組成物中のスクシネートの百分率が放出に及ぼす効果
コポリマー中のスクシネートの種々の百分率（Ｔ／Ｓ比）に関して実験が行われ、ＰＥＧ分子量（１０００ｇ／モル）、ＰＥＧ（Ｔ／Ｓ）重量百分率（６０）、及びＰＢ（Ｔ／Ｓ）重量百分率（４０）は一定に保たれた。ＰＥＧＴ／ＰＢＴコポリマー１０００ＰＥＧＴ６５ＰＢＴ３５が対照として使用され、リゾチームがこの放出調査のためのモデルたんぱく質として選択された。
【００６９】
放出曲線の補正を行うことが必要であった、なぜならフィルムのあるものは、１００％より高い見かけの放出を有していたからである。補正は、得られた最も高い放出を１００％と考えて行われた。これは、バッファーが交換されるとき、放出媒体全体を除去するが困難であるためであろう。水の蒸発および蓋の上での濃縮もまた濃度に影響を及ぼし得る。
【００７０】
１００％のスクシネートを含むコポリマーは非常に速いリゾチームの放出を示した（グラフ１Ａ）：たんぱく質の１００％が２０分以内に放出される。スクシネートの百分率が５０％に過ぎないとき、放出は５時間後に終わった。２つの放出挙動は実験のグラフ全体上に明らかに見える（グラフ１Ｂ）：５０又は１００％のスクシネートを有するポリマーからの速い放出と対照的に、０又は１０％のスクシネートを有するポリマーからの放出は３０日超続いた。５０％及び１００％のスクシネートを含む組成物の場合、速い放出はコポリマーの膨張のためである。スクシネートが多く存在すればするほど、マトリックスの膨張は高く（実施例６を参照のこと）、その結果、たんぱく質はそれをより速く通過することができる。０及び１０％のスクシネート組成物の場合、マトリックスの分解もまた含まれる、なぜなら放出はより時間がかかるからである。その上、０及び１０％のスクシネート組成物の分解は同じプロフィールを有し、該同じプロフィールは、それらの類似した放出のプロフィールもまた説明する。分解と拡散の組み合わせは、０及び１０％のスクシネート組成物の場合観察されるゼロ次のプロフィールを説明する。拡散が分解に比較して速いところの非常に膨張したマトリックスの場合、ポリマー分解の影響は期待され得ず、１次の放出プロフィールが観察される。
【００７１】
結論として、放出挙動は、コポリマー中のスクシネートの百分率に強く依存する。
【００７２】
拡散係数の決定：
放出はスクシネートの百分率に対して非常に敏感であるから、各コポリマーの拡散係数の決定は興味深い。拡散係数は捕捉された分子がポリマーマトリックスを通って放出媒体へと拡散する能力を表す。コポリマー中のスクシネートの百分率の放出への影響を定量化し、拡散係数を計算するため、放出はｔ（秒で表された時間）の関数としてプロットされる。拡散係数は式２及び３を用いて、再配列後計算された。
【００７３】
【数１】
2005518469.tif 000007
【００７４】
種々のコポリマー組成物に対して計算された拡散係数は、下の表５に与えられる。グラフ２に、スクシネートの百分率の拡散係数に対する影響が示される。リゾチームを実装された１０００ＰＥＧ（Ｔ／Ｓ）６０ＰＢ（Ｔ／Ｓ）４０組成物からのフィルムが使用された。
【００７５】
【表５】
2005518469.tif 000008
【００７６】
スクシネートがコポリマー中に多く存在するほど、拡散係数が高い。これはグラフ２においてずっとより見える。従って、１００％のスクシネートがコポリマー中にあるならば、リゾチームはマトリックスを相対的に容易に通過できる。
【００７７】
およそ同じ膨張係数を有するＰＥＧＴ／ＰＢＴコポリマーの組成物の場合、スクシネートコポリマーはより高い拡散係数を有する[Bezemer J. M.著、「生分解性両親媒性マルチブロックコポリマーに基づくたんぱく質放出系」Thesis University of  Twente；1992年、65ページ].
【００７８】
Ｂ．コポリマーのＰＥＧセグメントの長さが放出に与える影響
実験は、４つの異なるPEG分子量のコポリマーを用いて行われたが、すべておよそ同じＴ／Ｓ比、即ち約５０／５０のモル／モルを有した。異なるサイズの３つのたんぱく質がコポリマーの放出性を同定するために使用された：
リゾチーム：  １４．５ｋＤ
炭酸脱水酵素：２９ｋＤ
ＢＳＡ（ウシ血清アルブミン）：６７ｋＤ
【００７９】
グラフ４において、リゾチームの放出が与えられる。
【００８０】
１０００ＰＥＧ（Ｔ／Ｓ）６０ＰＢ（Ｔ／Ｓ）４０の場合、リゾチームの放出はわずか５時間以内に完全であり（グラフ３）、４０００ＰＥＧ（Ｔ／Ｓ）６０ＰＢ（Ｔ／Ｓ）４０．の場合、１時間で完全であった。６００ＰＥＧ（Ｔ／Ｓ）６０ＰＢ（Ｔ／Ｓ）４０は捕捉されたリゾチームすべてを放出するために１０日必要であり、３００ＰＥＧ(Ｔ／Ｓ)の場合、２５日間にたんぱく質の５％しか放出されない。リゾチームは３００ＰＥＧ(Ｔ／Ｓ）のマトリックスの内部に保持されなければならない。１０００〜４０００ｇ／モルのＰＥＧセグメントを含むコポリマーの場合、放出は速いので、放出は分解の代わりにほとんど膨張により決められる。４０００ＰＥＧは最も速い放出を示す、なぜならそれは他の組成物（付録１）よりよく膨張し、最も高い拡散係数をもたらすからである。
【００８１】
ＢＳＡは、放出調査のために使用された最も大きいたんぱく質（67ｋＤ）である（グラフ４）。１０００ＰＥＧポリマーは８０日、４０００ＰＥＧは１００日間で完全な放出を有し、６００ＰＥＧポリマーからのＢＳＡ放出は第１２５日目においてもまだ終わっていない。
【００８２】
たんぱく質の大きなサイズは、はじめに時間的ずれを誘発する。即ちマトリックスからの初期の拡散がない。放出が主にマトリックスの膨張により決定されるならば、ＰＥＧセグメントの長さ増大するにつれ、放出速度の増加が期待される。驚いたことに、１０００組成物からの放出が最も速く、従って分解方式に結び付けられる。分解により、約４０〜５０日、マトリックスはたんぱく質の拡散のためにより開いている。その上、４０００組成物の放出は６００組成物より速く、分解プロフィールは同じであった。これは膨張及び分解効果の組み合わせのためである。
【００８３】
Ｃ．放出に対するたんぱく質の性質／サイズの影響
以前と同じ３つのＰＥＧの長さ（６００，１０００及び４０００）及びスクシネートの同じ百分率（５０％）で実験が行われた。
【００８４】
同じ方法で、リゾチーム、炭酸脱水酵素、およびＢＳＡたんぱく質もまた使用された。
【００８５】
実施例として、ＢＳＡ、リゾチーム、及び炭酸脱水酵素の１０００ＰＥＧ（Ｔ／Ｓ）組成物からの放出が下のグラフ５に与えられる。
【００８６】
２つの放出プロフィールがグラフ５において観察される。リゾチーム又は炭酸脱水酵素のようなより小さいたんぱく質は、マトリックスを通じての拡散のために、短期の放出（時間／日内）を示す。最初、ＢＳＡが大きすぎるので、ほとんど拡散がない。次に、分解のためにＢＳＡ拡散が増加する。結論において、たんぱく質サイズが増加するとき、放出速度は下がる。
【００８７】
ＩＶ．結論
ＰＥＧＴ／ＰＢＴコポリマーの分解速度がある用途のためには遅すぎるので、コポリマーを含む新しいスクシネートが放出の目的のため評価された。たんぱく質の放出は、芳香族ポリ（エーテルエステル）の場合より、ポリマーを含むスクシネートの場合、より速いことが示された。リゾチームが１０００ＰＥＧ（Ｔ／Ｓ）６０ＰＢ（Ｔ／Ｓ）４０（５０％  スクシネート）から５時間内に放出されたのに対し、匹敵するＰＥＧＴ／ＰＢＴ組成物の場合、３０日かかる。ＰＥＧの分子量が増加すると、放出速度は速くなった。同じ方法で、スクシネートの百分率が高くなると、放出もまた速くなった。２つの放出プロフィールが観察された。小さいたんぱく質の場合（リゾチーム炭酸脱水酵素）、放出速度は膨張したマトリックスを通して速く、１次の放出が観察された。より大きいたんぱく（ＢＳＡ）の場合、放出はコポリマーの分解挙動に相関し、遅延した放出プロフィールが観察された。
【００８８】
実施例５：インビボ分解
多孔質のディスク（ｄ＝１６ｍｍ）が溶媒キャスティング／塩分溶脱（salt leaching）法を用いて製造された。ガンマ照射された試料が大型ウィスターラットの背側中央線に沿って背中に皮下移植された。試料は２，８、及び１５週間後、取り出された。クロロホルムを用いての組織から抽出後、コポリマーに関してGPC分析が行われた。
【００８９】
この研究のため、固定されたPEG分子量（１０００D）及びＰＥＧ（Ｔ／Ｓ）／ＰＢ（Ｔ／Ｓ）の比（６５／３５）及び変化しうるスクシネート置換比を有する４つのコポリマー組成物が使用された。結果において、例えば１０％のSは、テレフタレートのスクシネートに対する比が９０／１０であることを意味する。
【００９０】
インビボ分解の結果（分子量の減少）はグラフ６に示される。比較のため、インビトロの分子量損失がグラフ７に示される。
【００９１】
インビボの分解は、インビトロより速く進行するようである。インビトロの分解と対照的に、１０％の置換は０％置換のコポリマーより明らかに速く分解する。匹敵する傾向は他のコポリマーの場合、より速い速度においてのみ観察されうる。
【００９２】
実施例６：膨張挙動
４つのコポリマー組成物が実施例１に記載されたように合成された。該コポリマーは固定されたPEG分子量（１０００D）及びＰＥＧ（Ｔ／Ｓ）／ＰＢ（Ｔ／Ｓ）の比（６５／３５）及び変化しうるスクシネート置換比を有する４つのコポリマー組成物が使用された。結果において、例えば１０％の置換は、二塩基酸の１０モル％がスクシネートからなり、残りの９０モル％がテレフタレートであることを示す。
【００９３】
フィルムの膨張は３日間の放出緩衝液中でのインキュベーションの前後にそれらを秤量することにより決められる。平衡体積膨張比を計算するために使用される式は、下に式１に示される：
【００９４】
【数２】
2005518469.tif 000009
【００９５】
結果
下の表６はテレフタル基のスクシネート基による置換の増加は膨張比を増加させることを明らかに示す。
【００９６】
【表６】
2005518469.tif 000010
【００９７】
2005518469.tif 000011
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】グラフ１Ａ（初期）及びＢ（長期）：スクシネートの百分率が１０％、５０％、１００％であるときの１０００ＰＥＧ（Ｔ／Ｓ）６０ＰＢ（Ｔ／Ｓ）４０からの、及び「対照」１０００ＰＥＧＴ６５ＰＢＴ３５からのリゾチームの累積放出（％）
【図２】グラフ２：拡散係数に対するスクシネートの百分率の影響（0、10、50、100％のスクシネートの場合）
【図３】グラフ３：Ｔ/Ｓ比が50/50モル％であり、「ｂ」が６０であり、かつ「ｃ」が40であるときに、４つの異なるＰＥＧの長さ（300、600、1000、4000）のコポリマーからのリゾチームの累積放出（％）
【図４】グラフ４：Ｔ/Ｓ比が50-50モル％であり、「ｂ」が６０であり、「ｃ」が40であるとき、３つの異なるＰＥＧの長さ（600、1000、4000）のコポリマーからのＢＳＡの累積放出（％）
【図５】グラフ５：Ｔ/Ｓ比が50/50モル％であるとき、1000PEG(T/S)60PB(T/S)40からのBSA、リゾチーム及び炭酸脱水酵素の累積放出（％）。
【図６】グラフ６：1000PEG(T/S)65PB(T/S)35の相対分子量（インビボ）
【図７】グラフ７：1000PEG(T/S)65PB(T/S)35の相対分子量（インビトロ）
【図１】
2005518469.tif 000013
【図２】
2005518469.tif 000014
【図３】
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【図４】
2005518469.tif 000016
【図５】
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【図６】
2005518469.tif 000018
【図７】
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【国際調査報告】
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2005518469.tif 000021