(57)【要約】  本発明は、ゲル状キャリヤ材料、好ましくはアガロース等のバイオポリマーを有し、キャリヤ材料内に活性物質等の生体活性材料、及び／又は活性物質を生成する材料を包埋した活性物質ビーズ（１０、１２）の自動製造方法であって、下記のステップ、即ち、ａ）キャリヤ材料と生体活性材料とを含む流動性の、固化可能な混合物（１８）を準備するステップと、ｂ）所定量（２２）の流動性混合物（１８）を流体浴（２４）、好ましくは液体浴、特に好ましくはオイル浴中に投入することによってコアビーズ（１０）を固化させるステップと、ｃ）コアビーズ（１０）を流体浴（２４）から除去するステップと、を含み、ステップｃ）を実行するために、ビーズ受容ツール（３４、３８）のビーズ接触面（３６、４２）を使用し、この目的のために、ステップｃ）が下記のサブステップｃａ１）又は下記のサブステップｃｂ１）のいずれか、即ち、ｃａ１）減圧によってコアビーズ（１０）とビーズ減圧受容ツール（３８）の好ましくは凹面のビーズ減圧接触面（４２）との当接係止を形成するステップ、又はｃｂ１）重力によってコアビーズ（１０）と流体浴中のビーズ重力受容ツール（３４）の好ましくは凹面のビーズ重力接触面（３６）との当接係止を形成するステップ、を含む方法に関する。  【選択図】図５
2013537207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲル状キャリヤ材料、好ましくはアガロース等のバイオポリマーを有し、前記キャリヤ材料内に活性物質等の生体活性材料、及び／又は活性物質を生成する材料を包埋した活性物質ビーズ（１０、１２）の自動製造方法であって、下記のステップ、即ち、
ａ）前記キャリヤ材料と前記生体活性材料とを含む流動性の、固化可能な混合物（１８）を準備するステップと、
ｂ）所定量（２２）の前記流動性混合物（１８）を流体浴（２４）、好ましくは液体浴、特に好ましくはオイル浴中に投入することによってコアビーズ（１０）を固化するステップと、
ｃ）前記コアビーズ（１０）を前記流体浴（２４）から除去するステップと、を含む製造方法であって、
ステップｃ）を実行するために、ビーズ受容ツール（３４、３８）のビーズ接触面（３６、４２）が使用され、この目的のために、ステップｃ）が下記のサブステップｃａ１）又は下記のサブステップｃｂ１）のいずれか、即ち、
ｃａ１）減圧によって前記コアビーズ（１０）とビーズ減圧受容ツール（３８）の好ましくは凹面のビーズ減圧接触面（４２）との当接係止を形成するステップ、又は
ｃｂ１）重力によって前記コアビーズ（１０）と前記流体浴中のビーズ重力受容ツール（３４）の好ましくは凹面のビーズ重力接触面（３６）との当接係止を形成するステップ、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記コアビーズ（１０）と前記ビーズ受容ツールの前記ビーズ接触面（３６、４２）との当接係止を形成する前に、ステップｃａ１）がステップｃａ２）として、前記コアビーズ（１０）が最初に発見される前記流体浴（２４）を空にするステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップｃｂ１）を含むと共に、前記方法の過程における前記ステップｃｂ１）の以前に、下記のステップ、即ち、
ｃｂ２）前記所定量（２２）の前記流動性混合物（１８）が前記流体浴（２４）内に投入される投入位置から或る間隔を隔てて前記重力方向（ｇ）に前記ビーズ重力接触面（３６）を設けるステップを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
以下の更なるステップ、即ち、
ｅ）前記流体浴（２４）の流体を前記コアビーズ（１０）から除去することによって前記コアビーズ（１０）を清浄するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
ステップｂ）が一定量の流動性混合物（１８）を吸引し、前記所定量（２２）の前記流動性混合物（１８）を前記流体浴（２４）内に分配するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記流動性混合物（１８）が流体浴（２４）の流体と接触する前に、前記所定量（２２）の前記流動性混合物（１８）を含む液滴が吸引と分配のために使用されるピペット装置から切り離されるように分配が行われることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
以下の更なるステップ、即ち、
ｆ）好ましくは前記キャリヤ材料又は前記キャリヤ材料に適合可能な材料を含むコーティング材料で前記コアビーズ（１０）をコーティングするステップを有する請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記ステップ（ｆ）が下記のサブステップ、即ち、
ｆ１）流動性で固化可能なコーティング材料の浴（５２）内に前記コアビーズ（１０）を投入するステップと、
ｆ２）コーティング材料（１４’）が付着したコアビーズ（１０）のビーズブランク（１２’）を前記コーティング材料浴（５２）から除去するステップと、
ｆ３）前記ビーズブランク（１２’）をビーズ流体浴、好ましくはビーズ液体浴、特に好ましくはビーズオイル浴に投入することにより前記ビーズを固化するステップと、を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ステップｆ２）が、減圧圧力によって好ましくは断面が筒形のビーズブランク受容ツール（５６）で前記ビーズブランク（１２’）を受容するステップを含み、好ましくはビーズブランク（１２’）が、前記ビーズブランク受容ツール（５６）に受容された状態で前記ビーズブランク受容ツール（５６）の壁部を湿潤させ、特に好ましくはこれを密閉された周囲湿潤領域に沿って湿潤させることを特徴とする、請求項１のプリアンブルと請求項７及び８に記載の特徴とを組み合わせた、又は請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
更に下記のステップ、即ち、
ｇ）前記ビーズ（１２）を前記ビーズ流体浴から除去するステップを更に含み、好ましくは、ステップｇ）を実行するために、ビーズ受容ツール（３４、３８）のビーズ接触面（３６、４２）が使用され、この目的のために、ステップｇ）が下記のサブステップｇａ１）又は下記のサブステップｇｂ１）、即ち、
ｇａ１）減圧によって前記ビーズ（１２）とビーズ減圧受容ツール（３８）の好ましくは凹面のビーズ減圧接触面（４２）との当接係止を形成するステップ、又は
ｇｂ１）重力によって前記ビーズ（１２）と前記流体浴中のビーズ重力受容ツール（３４）の好ましくは凹面のビーズ重力接触面（３６）との当接係止を形成するステップ、を含むことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
更に下記のステップ、即ち、
ｈ）前記ビーズから前記ビーズ流体浴の流体を除去することによって前記ビーズ（１２）を清浄するステップを含むことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記キャリヤ材料を熱的に固化することができると共に、前記ステップｂ）が下記のステップ、即ち、
ｂ１）前記所定量（２２）の前記流動性混合物（１８）が前記流体浴（２４）に投入される投入方向（ｇ）に、前記流体浴（２４）が温度勾配を有し、前記温度勾配は好ましくは、前記混合物（１８）の固化を促進するよう、前記流体の温度が前記投入方向にある程度変化するように選択されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記キャリヤ材料を熱的に固化することが可能であると共に、ステップｂ）が下記のステップ、即ち、
ｂ２）前記所定量（２２）の前記流動性混合物が前記流体浴（２４）内に投入される投入方向（ｇ）で前記流体浴（２４）を密封する流体浴ベース（２８）を前記流体浴（２４）に備えるステップを含み、前記流体浴ベース（２８）が凹面の表面を有し、前記ベースの曲率半径（Ｒ）が、前記流動性で固化可能な混合物（２２）から前記流体浴中で形成される前記コアビーズ（１０）のコアビーズ曲率半径（ｒ）の３０％以下、好ましくは２０％以下、特に好ましくは１０％以下だけ上回ることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記コーティング材料を熱的に固化することが可能であると共に、前記ステップｆ３）が下記のサブステップ、即ち、
ｆ３．１）ビーズブランク（１２’）が前記ビーズ流体浴（２４）に投入される投入方向（ｇ）に前記ビーズ流体浴（２４）が温度勾配を有し、前記温度勾配は好ましくは、前記ビーズブランク（１２’）の固化を促進するよう、前記流体の温度が前記投入方向（ｇ）にある程度変化するように選択されることを特徴とする、請求項８を包含する、請求項８乃至１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記コーティング材料を熱的に固化することが可能であると共に、前記ステップｆ３）が下記のサブステップ、即ち、
ｆ３．２）ビーズブランク（１２’）が前記ビーズ流体浴中に投入される投入方向（ｇ）で前記ビーズ流体浴を密封するビーズ流体浴ベースを前記ビーズ流体浴に備えるステップを含み、前記ビーズ流体浴ベースが凹面の表面を有し、前記ベース表面の曲率半径が、前記ビーズブランクから前記ビーズ流体浴中で形成される前記ビーズの曲率半径の３０％以下、好ましくは２０％以下、特に好ましくは１０％以下だけ上回ることを特徴とする、請求項８を包含する、請求項８乃至１４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゲル状キャリヤ材料、好ましくはアガロース等のバイオポリマーを有し、キャリヤ材料内に活性物質等の生体活性材料、及び／又は活性物質を生成する材料を包埋した活性物質ビーズの自動製造方法であって、下記のステップ、即ち、
ａ）ゲル状キャリヤ材料と生体活性材料とを含む、流動性の固化可能な混合物を準備するステップと、
ｂ）所定量の流動性混合物を流体浴、好ましくは液体浴、特に好ましくはオイル浴中に投入することによってコアビーズを固化するステップと、
ｃ）コアビーズを流体浴から除去するステップと、を含む方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬の分野では、活性物質ビーズはこれによって達成される治療成功の結果、デポ剤として多大な重要性を帯びてきた。
【０００３】
活性物質ビーズは一般に、活性物質、又は化学反応及び／又は生体反応により有限作用時間にわたって活性物質を生成する材料を内部に包埋可能なキャリヤ材料からなる。
【０００４】
活性物質ビーズの活性物質は一般に、人体又は動物体に吸収された後に効果を発揮するので、本願では活性物質、及び活性物質を生成する材料を生体活性材料という一般的な用語で称する。一般に、本明細書に記載の活性物質ビーズの意図する目的は、侵襲的な、特に外科的な方法によって人体又は動物体内に投与される活性物質ビーズである。したがって、活性物質を効果的に徐放するには、比較的長期間、少なくとも数日間にわたって吸収体の平常の体温で安定した形態になければならない。
【０００５】
ゲル状材料は適切なキャリヤ材料であることが実証されており、これらの内で特にアガロース等のバイオポリマーは、人体又は動物体内での良好な耐容性により重要な位置を占めている。
【０００６】
原則として、生体活性材料を内部に包埋するキャリヤ材料は本来、生体活性材料を混入できる不定形の、流動的であるが固化可能な塊状の形態のものである。
【０００７】
固化の過程で、活性物質ビーズはある一定の、通常は球体の形状を呈するが、活性物質ビーズの寸法安定性は固化の進行によってはさほど高くはなく、剛性固体と同等なものではない。
【０００８】
例えば水の凍結とは対照的に、ゲル状材料の固化は分子形状の変化に基づいている。水は特定の氷点でその分子が所定格子構造に自己配列することで凍結して固体になるのに対して、ゲル形成では、例えばポリサッカライド鎖における二重螺旋等のように、分子構造が形成される。次いで、この二重螺旋は集合して群となり、太い糸状を形成する。そして、ある種の架橋結合が生じるが、これは蛋白質の変性作用に相当する。前記の固化メカニズムにより、ゲル状材料、特にバイオポリマー、特に好ましくは、アガロースは多孔性である。
【０００９】
その上、製造段階中の寸法安定性が低いことで活性物質ビーズは外部の力に特に脆弱であり、これまでは活性物質ビーズの自動化された製造が極めて困難であった。実際に、多くの用途では活性物質ビーズは事実上完全に手動で生産されている。
【００１０】
活性物質ビーズの一般的な製造方法は、例えば特許文献１に基づく継続出願である特許文献２から公知である。やはりこれに記載されている工程は手動的に行われている。
【００１１】
本願で意味する活性物質ビーズは、例えば特許文献３から公知である。この公報は活性物質を生成する材料として癌細胞が空間的に制限された状態でキャリヤ材料内に包埋され、この制限性により、癌細胞の増殖を抑制する活性物質を生成し、徐放するビーズを開示している。この公知の活性物質ビーズは、生体活性材料として癌細胞がコアビーズ内に提供され、このコアビーズのキャリヤ材料内に包埋された癌細胞の増殖の可能性を空間的に抑制するために、公知の場合は同様に、キャリヤ材料からなるコーティングに包まれるように構成されている。
【００１２】
癌細胞の増殖がコーティングによって妨げられ、したがって癌細胞が増殖抑制活性物質を生成する一方、活性物質自体はコーティングに貫入して活性物質ビーズの外側の環境に入る。
【００１３】
このような活性物質ビーズが例えば疾患組織に移植されると、活性物質ビーズによって徐放される活性物質を使用することによって周囲の組織内の癌細胞の増殖を緩和できるか、又は完全に抑止することさえできる。
【００１４】
特許文献３から公知の活性物質ビーズも専ら手動的に製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許出願第０８／１８１２６９号
【特許文献２】米国再発行特許発明第３８０２７号明細書（米国特許出願第０９／３４５１９６号）
【特許文献３】米国特許第７２９７３３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、本発明の目的は、活性物質ビーズ、特にキャリヤ材料と、その内部に包埋された生体活性材料とを含む特許文献３に記載の活性物質ビーズの製造の少なくとも部分的な自動化を可能にする技術的な教示を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的は、本発明により、冒頭に記載したタイプの方法において、コアビーズを流体浴から除去するためにビーズ受容ツールのビーズ接触面が使用され、コアビーズとビーズ受容ツールのビーズ接触面との間で当接係止が形成され、それによってコアビーズがビーズ受容ツールのビーズ接触面と接合することによって達成される。
【００１８】
コアビーズが流体浴から除去された直後、一般にコアビーズは、その自重の荷重によって顕著に変形するような、例えば当接部、及びその正反対の部位の球体形状に対して著しく平坦化するような低い寸法安定性を有する。
【００１９】
本発明によれば、当接係止は２つの交互の物理的作用メカニズムを加えることによって形成可能である。
【００２０】
本発明による方法の第１の実施形態によれば、ビーズ接触面はビーズ減圧接触面であり、ビーズ受容ツールはビーズ減圧受容面であるため、コアビーズとビーズ減圧接触面との当接係止は減圧によって生じる。
【００２１】
驚くべきことには、従来は外部の力の作用に極めて脆弱であり、これによって弾性変形するコアビーズが、減圧圧力を加えることによりビーズ減圧接触面で確実に保持されるので、コアビーズの保持中に損傷の恐れなくビーズ減圧受容ツールによって自重に打ち勝つことができるという事実が判明した。
【００２２】
あるいは、ビーズ接触面をビーズ重力受容ツールのビーズ重力接触面として構成することもでき、この場合はコアビーズと流体浴中のビーズ重力接触面との当接係止は重力によって形成される。これは、流体浴中で重力によって駆動されてビーズ重力接触面上に沈降可能にされるコアビーズによって特に有利に実行することができる。
【００２３】
好ましくは、ビーズ接触面の上記の２つの実施形態、即ちビーズ減圧接触面及びビーズ重力接触面は凹面構造であるため、コアビーズとビーズ接触面との当接係止がなされるビーズ接触面の当接部分は、従来的に凸面湾曲したコアビーズの表面上の接触面の部分としての機能を果たすことができる。
【００２４】
重力によって当接係止を形成するための代替実施形態が可能であるのは、当接係止が流体浴中で行われ、流体浴によって沈降速度が減速されたコアビーズが中速度でビーズ重力接触面と当接するからである。ビーズ重力接触面は有利には、ビーズ重力受容ツールの移動によるコアビーズの損傷を防止するため、重力による当接係止の形成中は静止状態にある。
【００２５】
特に、コアビーズとビーズ接触面との当接係止が減圧圧力によって形成される場合は、受容されるコアビーズが最初に入っている流体浴をこの当接係止の形成前に空にすることが有利である。それによって、不要に大量の流体浴の流体がビーズ減圧受容ツールによって吸収され、それによってビーズ減圧受容ツールの動作が損なわれる可能性を防止することができる。
【００２６】
既に上記したように、コアビーズを形成するための、且つキャリヤ材料と生体活性材料の両方とからなる、流動性であるが固化可能な混合物がコアビーズを固化するために流体浴内に投入され、浴中で重力方向に沈降し、又は流体の粘性のためよりゆっくりと流体浴中で沈下すれば特に有利である。重力を利用することによって、コアビーズ又はその原料が流体浴を通って移動する更に別の手段がなくても、必要な固化のために流体浴を通る十分な通過ゾーンが得られる。
【００２７】
その際に、後にコアビーズを形成する所定量の流動性混合物が流体浴中に投入される投入ポイントから間隔を隔てて、ビーズ重力接触面が重力方向に設けられれば特に有利であり、所定量の流動性混合物が流体浴中に投入される前に設けられれば実に有利である。このことは、固化してコアビーズを形成する所定量の流動性混合物が、流体浴中で沈降することのみによって当接係止のためにビーズ重力接触面に確実に到達可能であることを意味している。
【００２８】
この脈絡で、ビーズ重力接触面と投入ポイントとの間では、重力方向の移動に加えて、この方向と直交する移動もなされることを無視してはならないが、それは例えば少なくとも部分的に既に固化したコアビーズは流体浴中を自由に沈下するのではなく、傾斜面に沿って転動するからである。このことは、所望の形状のコアビーズを生成するために望ましいこともある。
【００２９】
コアビーズが流体浴から除去される際に、従来は流体の残渣がコアビーズの外面に付着するが、これはコアビーズを更に使用するためには望ましくないことが多い。したがって本明細書に記載の本発明の更なる展開では、流体浴の流体をコアビーズから除去することによりコアビーズを清浄にすることが意図される。
【００３０】
コアビーズを固化するための上記所定量の前記流動性混合物の流体浴中への投入は、これが一定量の流動性混合物の吸引と所定量の流動性混合物の流体浴への分配による場合は特に正確な計量で行うことができる。これは、流動性媒体を正確に計量するように構成されたそれ自体が公知のピペット装置で有利に行うことができる。
【００３１】
これに関連して、特定の手順では、所定量の流動性混合物を含む液滴は、流動性混合物が流体浴の流体と接触する前に、吸引と分配のために使用されるピペット装置から切り離される。この手段によって、その表面張力により、完全に切り離された液滴は固化のために流体浴に浸漬される前に所望の球形の形状をなす。それによって有利な球形の形状を有する活性物質ビーズを達成できる。
【００３２】
流体浴中での混合物液滴の不都合な変形を避けるため、以下により詳細に記載する流体浴中の温度勾配による対流の可能性は別として、流体浴中の流体が混合物の分配中にピペット装置に対して静止し、特に循環流の一部にならないようにする。
【００３３】
活性物質ビーズのある一定の用途では、固化後に既にコアビーズを活性物質ビーズとして、例えば活性物質貯蔵体として使用できる。
【００３４】
しかし、癌治療用の特許文献３に記載のされているようなビーズが活性物質ビーズとして使用される場合は、本明細書に記載の方法は有利にはコーティング材料でコアビーズをコーティングする更なるステップを有している。このコーティング材料は基本的に所望のどの適宜の材料でもよく、コアビーズとコーティングとを確実に良好に結合させるため、キャリヤ材料又は少なくともキャリヤ材料に適合可能な材料を含むか、又は好ましくは当該材料である。
【００３５】
上記のコーティングは、例えばコアビーズを流動性の固化可能な材料の浴に投入することによって行うことができる。特に、コーティング材料がキャリヤ材料、又はこれに適合可能な材料を含むか、又はそれどころかこのような材料からなる場合は、コーティング材料の薄膜はコアビーズが流動性コーティング材料と最初に接触する段階で既にコアビーズに付着し、固化によって更にコーティングへと形成可能である。
【００３６】
したがって、コアビーズをコーティングする更なるサブステップは、コーティング材料が付着したコアビーズのビーズブランクをコーティング材料浴から除去するステップを含むことができる。以下では、「ビーズブランク」という用語は常に、完全に固化していない、即ち依然として流動性のあるコーティング材料が付着したコアビーズを指す。コーティング材料が完全に固化すると、活性物質ビーズのための本明細書に記載のコーティングされた構造が生成されるので、これを「活性物質ビーズ」と呼ぶ。
【００３７】
ビーズブランクをコーティング材料浴から除去した後、コアビーズに付着するコーティング材料はまだ完全には固化していないので、コアビーズをコーティングする上記のステップはビーズブランクを固化するステップを含む必要がある。これはコアビーズを固化する上記のステップと同様に、ビーズブランクをビーズ流体浴中に投入することによって有利に行うことができる。好ましくは、ビーズ流体浴は上記の流体浴と同様に液体浴であるが、それは液体浴が単位時間当たりに特に大量の熱を吸収できるからである。流体液の形成に使用できる液体の内、キャリヤ材料として好ましいオイル及びバイオポリマーは一般に化学的に不活性であり、即ち互いに化学反応しないので、オイルが好ましい。
【００３８】
キャリヤ材料として好ましいオイル及びバイオポリマーは更に、一般に物理的に適合性がなく、それは流体浴のオイルがコアビーズ又はビーズブランクのキャリヤ材料又はコーティング材料と混和しないことを意味する。したがって、活性物質ビーズは純粋な状態に留まる。
【００３９】
コアビーズについて既に上述したように、方法はコーティングされたビーズをビーズ流体浴から除去するステップを含むことができる。これは、コアビーズと流体浴からのコアビーズの除去に関して上記したのと同様に行うことができる。したがって、ビーズ流体浴からのビーズの除去のために可能なサブステップとその利点については、流体浴からのコアビーズの除去に関する上記の説明を参照されたい。
【００４０】
このようにして形成されたビーズブランクは、コアビーズに付着するコーティング材料が固化していないので外部からの機械的な力の作用に極めて脆弱であるため、ビーズブランクの必須ポイントはコーティング材料浴からのビーズブランクの除去である。
【００４１】
ここに、コーティング材料浴からのビーズブランクの除去を減圧圧力によりビーズブランク受容ツールによって行えることが判明している。
【００４２】
特に好ましくは、この目的のためのビーズブランク受容ツールは、受容されるビーズブランクを減圧圧力により受容ツールの筒形部に挿入することができるように、少なくとも断面が筒形構造である。有利には、ビーズブランク受容ツールに受容されるビーズブランクは次いで、ビーズブランク受容ツールの筒形の壁によって完全に囲まれる。
【００４３】
ビーズブランク受容ツールは有利にはビーズブランクのサイズに適合され、ビーズブランクは受容された状態でビーズブランク受容ツールの壁部分に接触するか、又は依然として流動性のコーティングの場合は、これを湿らせる。これに関連して、減圧圧力によるビーズブランクの処理は、従来的には閉鎖された周辺接触領域又は湿潤領域に沿ったビーズブランク受容ツールの内壁部である壁部にビーズブランクが接触するか、又は壁部を湿潤させると特に良好に機能するが、その理由は、このようにして受容ツールを互いに分離して２つの圧力ゾーンに分割可能であるため、圧力差がビーズブランクに特に良好に作用可能であり、受容ツールで特に安定して発生可能であるからである。
【００４４】
本方法の更なる展開では、流体浴から除去した後のコアビーズの清浄に関する上記の記述はビーズ流体浴から除去されたビーズにも当てはまる。
【００４５】
本プロセスに好ましい実施形態では、コアビーズを固化する流体浴及びビーズブランクを固化するビーズ流体浴は基本的に、いずれにせよ好ましくは同じ流体を使用した同一の流体浴であってよいことを再度強調しておく。
【００４６】
好ましくは、活性物質ビーズを確実に固化するため、熱的固化型のキャリヤ材料、特により低温の環境への熱放出によって熱的に固化するキャリヤ材料を使用できる。
【００４７】
熱的に固化可能なキャリヤ材料を使用する場合、所定量の流動性混合物又はビーズブランクが流体浴又はビーズ流体浴に投入される流体浴の投入方向に温度勾配があれば、活性物質ビーズを特に緩やかに、同時に確実に生成することができる。
【００４８】
その際に、流体浴又はビーズ流体浴の流体温度が、投入方向にある程度変化して混合物又はビーズブランクの固化が促進されるように温度勾配を選択することができる。
【００４９】
例えば、キャリヤ材料を冷却によって固化することができる場合は、流体浴又はビーズ流体浴の温度を投入方向で低下させることができる。
【００５０】
これに関連して、流体浴用に選択された流体が温度の低下と共に粘性が高まる流体であれば、即ち温度が低下するとより一層粘性となる流体であれば有利である。その結果、流体内のコアビーズの沈降速度は浸透深さが深まると共に実際に低下するので、コアビーズによる流体への熱放出は低温ゾーンに達することで更に増大し、これがコアビーズの固化を加速する。
【００５１】
キャリヤ材料がアガロースであると好ましいが、この場合は、流動性混合物を６０℃〜１００℃、好ましくは６５℃〜８５℃の温度範囲、特に好ましくは約７０℃で供給する。それによってゲル状キャリヤの流動性が保証される。
【００５２】
本発明の好ましい展開では、流体浴は温度制御された状態で供されるため、固化動作を投入時間から開始できるようにするために、計量によって流動性混合物が投入される投入ゾーンは供給温度未満の温度である。好ましくは、投入ゾーンの温度は、使用されるゲル状キャリヤ材料のゲル化温度以下である。投入ゾーンの有利な温度範囲は２０℃〜５０℃であり、好ましくは２５℃〜４８℃である。その結果、ゲル状材料の場合に一般的には固化原理にとって不利である混合物、特にキャリヤ材料の急冷が避けられる。
【００５３】
本発明の更に有利な展開では、流体浴は温度制御された状態で供されるため、コアビーズ又は活性物質がビーズ受容ツールに受容されて除去される除去ゾーンにおいて、流体浴の温度は水の氷点を上回るので、キャリヤ材料中の水は凍結せず、したがってゲル状キャリヤ材料の固化を妨げない。
【００５４】
したがって、除去ゾーンの温度は、通常の大気圧では０．１℃〜１０℃、特に１℃〜５℃、主として約４℃であることが好ましい。この場合、上記の温度勾配は、投入ゾーンと除去ゾーンとの間の距離に基づく双方のゾーンの温度差である。
【００５５】
更に、コアビーズの損傷の可能性をできるだけ避けるために、コアビーズが流体浴ベース上に特に緩やかに沈降するようにしてもよい。
【００５６】
この目的のため、方法は更に、所定量の流動性混合物が流体浴中に投入される投入方向で流体浴を封止する流体浴ベースを有する流体浴を備えるステップを含んでもよい。これに関連して、流体浴ベースは有利には凹面の表面を有する必要があり、その曲率半径は、流動性で固化可能な混合物から流体浴中で形成するコアビーズの曲率半径を３０％以下だけ上回るものとする。その結果実際に、確実にコアビーズを十分に流体浴ベース上に収め、流体浴ベースにあるコアビーズの損傷を避ける十分に低い表面圧を、流体浴上にあるコアビーズの表面領域で達成することができる。
【００５７】
ベースの曲率半径がコアビーズの曲率半径を２０％以下、特に好ましくは１０％以下だけ上回ることによって、流体浴ベース上のコアビーズにかかる衝撃に作用する表面圧を更に低減することができる。
【００５８】
これに関連して、流体浴ベースに必要な半径を容易に決定することができる。活性物質ビーズを製造するための流動性で固化可能な材料の量は、実際に流体浴中で計量されるので一般に高い精度で判明する。したがって、所定の十分な精度で形成されるコアビーズの曲率半径としては、所定量の流動性混合物とその濃度とを考慮に入れるだけで十分である。
【００５９】
温度勾配を有する流体浴中のコアビーズの固化に関する上記の記述は、ビーズブランクのコーティング材料を熱的に固化可能である場合は上記のビーズブランクの有利な固化にも同様に当てはまる。
【００６０】
そこで流体浴には有利に、ビーズブランクがビーズ流体浴中に投入される投入方向に温度勾配を有することができる。
【００６１】
これに関連して、一方では、好ましくはビーズ流体浴の流体温度が投入方向にある程度変化してビーズブランクの固化が促進されるように温度勾配が選択される。コーティング材料の供給温度と流動性混合物の供給温度とを入れ替えれば、流体浴の温度勾配に関する上記の記述はビーズブランクを固化するための流体浴にも当てはまる。
【００６２】
本発明のこの展開を説明するため、コアビーズの有利な固化に関する上記の記述を別途参照されたい。
【００６３】
好適に凹面の表面を有して構成される流体浴ベースに関する上記の記述は、ビーズブランクのコーティングを固化させるために使用するビーズ流体浴ベースにも同様に当てはまる。この場合も、この実施形態の利点に関して、コアビーズを受容する流体浴ベースに関連して上記した利点も参照されたい。
【００６４】
添付図面を用いて以下に本発明を更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】活性物質ビーズの第１の実施形態を示す図である。
【図２】コーティングを施した活性物質ビーズの第２の実施形態である。
【図３】キャリヤ材料と生体活性材料の、流動性の固化可能な混合物を流体浴中に投入する方法のステップを示す図である。
【図４】流体浴中の所定量の流動性の固化可能な混合物の沈降動作を示す図である。
【図５】流体浴中で固化するビーズの自動除去のために重力を利用する第１の代替実施形態の図である。
【図６】減圧圧力を利用する第２の代替実施形態による、固化したビーズを処理するビーズ減圧受容ツールを示す図である。
【図７】十分に固化したコアビーズにコーティングを施す処理工程である。
【図８】コアビーズと、その周囲の不完全に固化したコーティングとを含むビーズブランクを処理する除去ツールを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
図１には活性物質ビーズの第１の実施形態が全体として参照番号１０を付して示されている。活性物質ビーズ１０はキャリヤ材料として、人体及び動物体内に投与されると特に良好な耐容性を有するバイオポリマー、例えばアガロースを含んでいる。生体活性物質は流動状態で、キャリヤ材料、例えば活性物質、又は活性物質を生成する材料と混合される。例えば、生体活性材料は、活性物質ビーズ１０をデポ剤として使用する場合にはインスリンであり得る。
【００６７】
生体活性材料へと混合されるキャリヤ材料の、流動的で不定形の塊を図１に示す球形の形状にしてから固化することができる。
【００６８】
活性物質ビーズの更に可能な実施形態は図２に参照番号１２で示されている。
【００６９】
この活性物質ビーズ１２はコアビーズとしてビーズ１０を含むことができ、これは完成した活性物質ビーズ１２の状態では、コーティング１４で囲まれる。コアビーズ１０とコーティング１４とを最適に結合させるために、コーティング１４は少なくとも一部が、好ましくは完全にコアビーズのキャリヤ材料から形成され、これに生体活性材料が混合される。
【００７０】
コーティング１４を施した活性物質ビーズ１２は、例えば抗癌剤として使用可能である。この目的のため、複数の癌細胞をコアビーズ１０内に包埋することができ、コーティング１４によって増殖が抑制される。コアビーズ１０内に包埋された癌細胞がコアビーズによって形成される空間を満たし、それ以上の細胞増殖が不可能になると、これらの癌細胞は化学伝達物質を放出し、癌細胞の細胞増殖を遅れさせるか、又は停止させる。コーティング１４はこの化学伝達物質を透過させるので、化学伝達物質は活性物質ビーズ１２を囲む組織に到達することができる。この組織は活性物質ビーズが移植される癌患者の組織であり得るため、活性物質ビーズによって徐放される伝達物質は患者の体内の癌細胞の増殖を遅れさせるか、又は停止させることができる。
【００７１】
図１及び２では、活性物質ビーズ１０及び１２は好ましくは球形の形状を有する。コアビーズ１０とコーティング１４とは縮尺通りに示されていない。
【００７２】
図３は、活性物質ビーズ１０又はコアビーズ１０の製造段階の開始を示す。流動性であるが固化可能なキャリヤ材料とこれに混和される生体活性材料との混合物１８が計量装置、例えばピペット装置（図示せず）に結合可能な、それ自体は公知のピペットチップ１６内に取り込まれる。所定量の流動性混合物１８がピペット口２０を経て液滴２２として射出され、例えばサンプル槽２６等の容器内に設けられた流体浴２４内に沈下する。
【００７３】
サンプル槽２６の全体が図４に概略的に示されている。液滴２２は流体浴２４内で重力方向ｇに沿ってサンプル槽２６のベース２８へと沈降する。
【００７４】
好ましくは、サンプル槽２６内の流体浴２４には少なくとも２つの温度制御ゾーン３０及び３２が設けられ、そのうちの第１の温度制御ゾーン３０の温度は重力方向で下に位置する第２の温度制御ゾーン３０よりも高い。
【００７５】
異なる温度制御ゾーンの配設は、温度制御ゾーン３０及び３２の領域に異なる加熱及び／又は冷却手段を備えることによって行うことができる。
【００７６】
殆どの流体、特に流体浴２４にとって好ましいオイルは上昇温度での密度低下と等価である正の膨張率を有するため、即ち温度の上昇と共により多くの容積を占めるため、図４に示す配置では、より高温の第１の温度制御ゾーン３０とより低温の第２の温度制御ゾーン３２とによって安定した成層が達成される。
【００７７】
更に、好ましくは温度低下と共に粘性が高まるオイルが流体浴２４の流体として選択されるので、特に第２の温度制御ゾーン３２では、流体の粘性が高まるため液滴２２の沈降速度が低下する。
【００７８】
流動性で固化可能な混合物１８のキャリヤ材料として、好ましくはある寸法安定性に達するまで熱放出で固化するような材料が選択される。
【００７９】
サンプル槽２６のベース２８は、固化する液滴２２の外表面の曲率半径ｒを好ましくは３０％以下だけ上回る曲率半径Ｒを有するように構成される。
【００８０】
それによって、サンプル槽２６のベース２８にかかる自重による負荷を受容する位置決め係合部での、場合によっては未だ完全には固化していない液滴２２の損傷を避けることができる。曲率半径Ｒとｒとがほぼ同じであるため、固化する液滴２２がサンプル槽２６のベース２８上に位置する接触面の大きさは、液敵がベース上に位置する際の液滴の自重により生じる表面圧が低いような大きさである。
【００８１】
図５は、固化してビーズを形成する液滴２２を、図３及び４の流体浴２４から除去することができる第１の代替実施形態を示す。
【００８２】
この目的のため、液滴２２を流体浴２４内に投入する前に、有利には凹面のビーズ重力接触面３６が形成されたビーズ重力受容ツール３４をサンプル槽２６内に設けることができる。
【００８３】
流体浴２４内に投入される流動性で固化可能な混合物１８の液滴２２は、有利には異なる温度制御ゾーン３０及び３２を通って重力方向ｇに沈降し、重力の作用でビーズ重力受容ツール３４のビーズ重力接触面３６と当接する。ビーズ重力受容ツール３４で、固化した液滴２２をコアビーズ１０又は活性物質ビーズ１０として流体浴２４から除去することができる。
【００８４】
除去し易くするため、ビーズ重力接触面３６に開口を設けることができ、それによって流体をビード重力接触面３６の好ましくは凹面領域から排出することが可能になる。
【００８５】
図６には、図５と同様に概略的に、コアビーズ１０又は活性物質ビーズ１０を同様に把持し、移送することができる代替のビーズ減圧受容ツール３８が示されている。
【００８６】
この目的のために、ビーズ減圧受容ツール３８は、その機能的な長手方向端部４０上に、同様に好ましくは凹面のビーズ減圧接触面４２を有し、この接触面４２への圧力は、作動流体チャネル４６に繋がる開口４４によって減少する。
【００８７】
この目的のため、ピペット装置のピペットチャネルを経てチャネル４６内に、ひいてはビーズ減圧接触面４２の開口４４に減圧圧力を生成するために、ビーズ減圧受容ツール３８は機能的な長手方向端部４０の反対側の機能的な長手方向端部４８に、好ましくはビーズ減圧受容ツール３８をピペット装置（図示せず）に結合可能な結合構造５０を有している。
【００８８】
ビーズ１０は流体浴２４、又は流体が予め抜き取られたサンプル槽２６から減圧受容ツール３８で除去することができる。
【００８９】
形成されたビーズがビーズ重力受容ツール３４の移動により損傷することを避けるために、ビーズ重力受容ツール３４は好ましくは、固化する液滴２２とビーズ重力接触面３６との当接係合の形成中は流体浴２４のサンプル槽２６に対して静止していることを付け加える必要がある。
【００９０】
図７は、上記方法のステップによって製造されるコアビーズ１０が、容器５４内に備えられるコーティング材料の浴５２に浸漬される態様を示す。
【００９１】
好ましくは、コーティング材料は流動性で固化可能な混合物１８のキャリヤ材料と同一であるか、又は少なくとも適合可能である。したがって、コーティング材料を好ましくは、流動性で固化可能な混合物１８のキャリヤ材料と同様に熱的に固化することができる。
【００９２】
流体浴２４の流体を清浄して流体浴２４の流体がその外表面に付着していない状態になった後、コアビーズ１０はコーティング材料と共に浴５２中に入る。
【００９３】
コアビーズ１０の温度は、従来的にはコーティング材料浴５２に浸漬されるとコーティング材料浴５２の温度よりも低いので、コアビーズ１０をコーティング材料浴５２に浸漬すると、流動性であるが固化可能なコーティング材料の薄膜はコアビーズ１０の表面に付着する。
【００９４】
図８は、基本的に固化したコアビーズ１０と不完全に固化したコーティング１４’とを含むビーズブランク１２’をコーティング材料浴５２から除去するためのツールを概略的に示す。
【００９５】
一部を断面図で示すこの除去ツール５６は基本的に、除去ツール５６を減圧圧力源と結合可能であり、ひいては好ましくは上記のピペット装置と結合可能な反対側の長手方向結合端部６２で開口６６を介して受容空間６４の周囲の減圧圧力を生成するために、機能端部６０に受容口５８を有する筒形である。
【００９６】
長手方向の結合端部６２からのこの減圧圧力によって、受容口５８を通してビーズブランク１２’を受容空間６４内に吸引可能である。これに関連して、受容空間６４の直径は好ましくは、後の活性物質ビーズ１２の予測サイズに適合されるので、吸引されたビーズブランク１２’はツールの軸Ｗを囲む閉トラックに沿って曲線壁６７に接触する。
【００９７】
受容口５８の領域の周囲吸い込み傾斜６８によって、ビーズブランク１２’を受容空間６４内に受容し易くなる。受容口５８の反対側に位置する受容空間６４の長手方向端にある半径方向突起７０はビーズブランク１２’の移動の機械的ストッパ、及び軸方向の制限の役割を果たす。
【００９８】
一方、図８に示す除去ツール８を用いて、本明細書でその説明が明確に言及されている図４及び５のビーズ流体浴に実質的に対応するビーズ流体浴にビーズブランク１２’を投入することができる。ビーズブランク１２’を受容空間から放出するために、長手方向の結合端部４８から受容空間に上昇圧力を投入することができる。
【００９９】
次いで、完成した活性物質ビーズ１２を、どの物理的原理が用いられるかに応じてツール３４又は３８でビーズ流体浴から除去することができる。
【０１００】
ビーズ流体浴からの除去は、最初は不完全にしか固化していないコーティング１４’が十分に固化した後に行われる。
【０１０１】
完成した活性物質ビーズ１２を除去した後、上記の流体浴の流体と同一のビーズ流体浴の流体が除去される。
【０１０２】
最終制御の後、活性物質ビーズ１２、又はそのより簡単な実施形態では活性物質ビーズ１０を意図する用途に使用することができる。
【０１０３】
本明細書に記載の方法によって、活性物質ビーズ１０又は１２を製造する製造工程の個々のステップを自動化することができ、産業規模での活性物質ビーズ１０又は１２の製造が可能になり、それによって活性物質ビーズ１０又は１２の品質と単位時間当たりの個数に影響が及ぶ。
【図１】
2013537207.tif 000003
【図２】
2013537207.tif 000004
【図３】
2013537207.tif 000005
【図４】
2013537207.tif 000006
【図５】
2013537207.tif 000007
【図６】
2013537207.tif 000008
【図７】
2013537207.tif 000009
【図８】
2013537207.tif 000010
【国際調査報告】
2013537207.tif 000011
2013537207.tif 000012
2013537207.tif 000013
2013537207.tif 000014
2013537207.tif 000015
2013537207.tif 000016