(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維担体と、ナノ繊維よりなるマトリックスと、ナノ乃至ミクロン径の薬物粒子とを有する薬物吸入デバイスであって、
前記マトリックスが前記繊維担体の表面に形成されてなり、
前記マトリックスに、このマトリックスを透過する吸気で離脱するように前記薬物粒子を付着させてなり、
前記ナノ繊維がポリビニルピロリドンまたはポリビニルアルコールであることを特徴とする薬物吸入デバイス。
【請求項２】
繊維担体が有機繊維担体である請求項１記載の薬物吸入デバイス。
【請求項３】
有機繊維担体が綿マットである請求項２記載の薬物吸入デバイス。
【請求項４】
前記ナノ繊維の繊維径が３００〜７００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の薬物吸入デバイス。
【請求項５】
高分子溶液を原材料としたエレクトロスピニングを行うことで、ナノ繊維よりなるマトリックスを繊維担体表面に形成する工程と、
前記マトリックスに対して薬物含有溶液をスプレードライすることで、ナノ繊維の表面に、このマトリックスを透過する吸気で離脱するようにナノ乃至ミクロン径の薬物粒子を付着させる工程と、を有することを特徴とする薬物吸入デバイスの製造方法。
【請求項６】
導電性金属ホイル上に繊維担体を載置し、ノズルと導電性金属ホイルとの間に電圧をかけてエレクトロスピニングを行うことで、繊維担体表面に高分子材料からなるナノ繊維よりなるマトリックスを形成する請求項５記載の製造方法。
【請求項７】
繊維担体表面に形成された、ナノ繊維よりなるマトリックスに、マトリックスに対して薬物含有溶液をスプレードライすることで、このマトリックスを透過する吸気で離脱するように１００ｎｍ〜１μｍ未満の径の薬物粒子を付着させてなる薬物吸入デバイスを、マスク形状に加工してなる薬物吸入マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノ乃至ミクロン径の薬物粒子の吸入デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
薬物吸入製剤は、既に気管支喘息などの呼吸器系疾患治療において用いられていることは周知の通りである。実際の市場で用いられている吸入製剤における薬物の粒子径は数ミクロンであり、薬物が主として気管支から細気管支に沈着するように設計されている。また、近年では、糖尿病治療のためのインスリン吸入製剤の開発が進められている。インスリン吸入製剤におけるインスリン粒子の大きさもまた数ミクロンである。【０００３】
薬物の肺内粒子分布は、その粒子サイズを調整することで変えることが可能である。ミクロン粒子は、上記のように肺や気道に沈着するが、ナノ粒子は、当該箇所をバイパスし、直接動脈内に溶解しうる。従って、薬物のナノ粒子の吸入製剤は、少ない用量で種々の全身性疾患に対して効果的に作用するものと期待され、医療経済上においても望ましい手段であると言える。【０００４】
しかしながら、薬物のナノ粒子は、分散溶媒中においては安定に存在しうるものの、分散溶媒が存在しない空気中などでは凝集を起こして大きな集合体になってしまい、個々のナノ粒子としての特性が消失してしまうという特性を有する。従って、この問題を解決する方法が見出されない限り、薬物のナノ粒子の吸入を可能とする製剤を実用化することは困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、薬物のナノ粒子が、分散溶媒が存在しない空気中などでも凝集を起こすことなく安定に存在しうる吸入デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記の点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、ナノ繊維よりなるマトリックスの表面に対して薬物含有溶液をスプレードライすることで、ナノ繊維の表面に、ナノ乃至ミクロン径の薬物粒子が凝集を起こすことなくマトリックスを透過する吸気による圧力程度で離脱するような強さにて付着することを見出した。【０００７】
上記の知見に基づいてなされた本発明の薬物吸入デバイスは、請求項１記載の通り、繊維担体と、ナノ繊維よりなるマトリックスと、ナノ乃至ミクロン径の薬物粒子とを有する薬物吸入デバイスであって、前記マトリックスが前記繊維担体の表面に形成されてなり、前記マトリックスに、このマトリックスを透過する吸気で離脱するように前記薬物粒子を付着させてなり、前記ナノ繊維がポリビニルピロリドンまたはポリビニルアルコールであることを特徴とするものである。
また、請求項２記載の薬物吸入デバイスは、請求項１記載の薬物吸入デバイスにおいて、繊維担体が有機繊維担体であるものである。
また、請求項３記載の薬物吸入デバイスは、請求項１記載の薬物吸入デバイスにおいて、有機繊維担体が綿マットであるものである。
また、請求項４記載の薬物吸入デバイスは、請求項１乃至３のいずれかに記載の薬物吸入デバイスにおいて、前記ナノ繊維の繊維径が３００〜７００ｎｍであるものである。
また、本発明の薬物吸入デバイスの製造方法は、請求項５記載の通り、高分子溶液を原材料としたエレクトロスピニングを行うことで、ナノ繊維よりなるマトリックスを繊維担体表面に形成する工程と、前記マトリックスに対して薬物含有溶液をスプレードライすることで、ナノ繊維の表面に、このマトリックスを透過する吸気で離脱するようにナノ乃至ミクロン径の薬物粒子を付着させる工程と、を有することによるものである。
また、請求項６記載の製造方法は、請求項５記載の製造方法において、導電性金属ホイル上に繊維担体を載置し、ノズルと導電性金属ホイルとの間に電圧をかけてエレクトロスピニングを行うことで、繊維担体表面に高分子材料からなるナノ繊維よりなるマトリックスを形成するものである。
また、本発明の薬物吸入マスクは、請求項７記載の通り、繊維担体表面に形成された、ナノ繊維よりなるマトリックスに、マトリックスに対して薬物含有溶液をスプレードライすることで、このマトリックスを透過する吸気で離脱するようにナノ乃至ミクロン径の薬物粒子を付着させてなる薬物吸入デバイスを、マスク形状に加工してなるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、薬物のナノ粒子が、分散溶媒が存在しない空気中などでも凝集を起こすことなく安定に存在しうる吸入デバイスを提供することができるので、薬物のナノ粒子の吸入を可能とする製剤の実用化が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例における、クレアチン粒子が表面に付着したＰＶＰナノ繊維よりなるマトリックスが表面に形成された綿マットの走査電子顕微鏡写真である。
【図２】同、気流によりクレアチン粒子が離脱した後の走査電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の薬物吸入デバイスは、ナノ繊維よりなるマトリックスに、このマトリックスを透過する吸気（例えば速度１〜２５Ｌ／ｍｉｎ）で離脱するようにナノ乃至ミクロン径の薬物粒子を付着させてなる。ナノ繊維よりなるマトリックスとしては、例えば、高分子材料で形成されたものが挙げられる。好適な高分子材料としては、水溶性であって薬物とともに人体に吸入されても悪影響を及ぼすことがないポリビニルピロリドンやポリビニルアルコールが挙げられるが、高分子材料は、ゼラチンのようなポリアミノ酸やセルロースのような多糖類などであってもよい。高分子材料は、単一材料を用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。高分子材料からなるナノ繊維よりなるマトリックスは、例えば、高分子溶液を原材料とした自体公知のエレクトロスピニング（静電紡糸）を行うことで形成することができる。【００１１】
ナノ繊維の表面に、マトリックスを透過する吸気で離脱するようにナノ乃至ミクロン径の薬物粒子を付着させる好適な方法としては、ナノ繊維よりなるマトリックスに対して自体公知の方法で薬物含有溶液をスプレードライする方法が挙げられる。【００１２】
ナノ乃至ミクロン径の薬物粒子が透過する吸気で離脱するように表面に付着したナノ繊維からなるマトリックスは、それ自体を各種の形態（不織布、織布、シート状、マット状など）や形状に加工し、薬物吸入デバイスとして用いてもよいが、繊維担体表面に形成すれば、これをマスク形状に加工することで、ナノ繊維の表面に付着したナノ乃至ミクロン径の薬物粒子が、吸気で離脱して人体に吸入される薬物吸入マスクを簡易に作製することができる。繊維担体は、有機繊維からなるものであってもよいし、無機繊維からなるものであってもよい。有機繊維としては、綿、シルク、麻などの天然繊維や、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンなどの合成繊維が挙げられる、無機繊維としては、セラミックス繊維、ガラス繊維、鉄やアルミなどの金属繊維などが挙げられる。また、繊維担体は、有機繊維と無機繊維の任意の組み合わせからなる複合繊維や網状構造物などであってもよい。繊維担体としては、人体に対する安全性、加工の容易性、コストなどに鑑みれば、有機繊維担体、中でも綿マットを好適に採用することができる。高分子材料からなるナノ繊維よりなるマトリックスの繊維担体表面への形成は、導電性金属ホイル（アルミホイルなど）上に繊維担体を載置し、ノズルと導電性金属ホイルとの間に電圧をかけてエレクトロスピニングを行うことにより効率的になしうる。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は以下の記載によって何ら限定して解釈されるものではない。【００１４】
実施例１：
市販のエレクトロスピニング装置（ＨＳＰ−３０Ｋ−２，日本スタビライザー工業社製）を用い、ノズルと、装置のコレクタに取り付けた綿マット（旭化成社製）を載置したアルミホイル（三菱社製）との間（距離２０ｃｍ）に電圧（直流１５ｋＶ）をかけ、室温で、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）の１０ｗｔ％エタノール溶液をノズルから綿マットに対して噴出させて、ＰＶＰナノ繊維よりなるマトリックスを綿マット表面に形成した。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ  ＪＳＭ−５４００，ＪＥＯＬ社製）を用いてマトリックスを構成するＰＶＰナノ繊維の繊維径を測定したところ、３００〜７００ｎｍであった。【００１５】
ＰＶＰナノ繊維よりなるマトリックスが表面に形成された綿マットを、市販のスプレードライ装置（Ｂｕｃｈｉ  Ｍｉｎｉ  Ｓｐｒａｙ  Ｄｒｙｅｒ  Ｂ−２９０，日本ビッヒ社製）のフィルタ上に取り付け、クレアチンの１ｗｔ％水溶液をマトリックスに対してスプレードライすることで（ノズル出口温度：１８０℃，アスピレーター速度：３５％，ポンプ速度：５％）、クレアチン粒子が表面に付着したＰＶＰナノ繊維よりなるマトリックスが表面に形成された綿マットを得た。この綿マットを走査電子顕微鏡（同上）で撮影した写真を図１に示す。図１から明らかなように、ＰＶＰナノ繊維の表面に付着したクレアチンの粒子サイズは、最大でも２μｍ程度であって、その多くは１００ｎｍ〜１μｍ未満であった。
【００１６】
クレアチン粒子が表面に付着したＰＶＰナノ繊維よりなるマトリックスが表面に形成された綿マットを、ヒトの吸気と同程度の気流（速度５Ｌ／ｍｉｎ）に１分間曝した後に走査電子顕微鏡（同上）で撮影した写真を図２に示す。図２から明らかなように、ＰＶＰナノ繊維の表面に付着していたクレアチン粒子は、気流により離脱することがわかった。従って、この方法によれば、ナノ乃至ミクロン径のクレアチン粒子は、空気中でも安定に保持されること、吸気によりその特性を消失させることなく人体に吸入されることがわかった。【００１７】
実施例２：
実施例１で得たナノ乃至ミクロン径のクレアチン粒子が透過する吸気で離脱するように表面に付着したＰＶＰナノ繊維よりなるマトリックスが表面に形成された綿マットを、マスク形状に加工して、クレアチン吸入マスクを作製した。【００１８】
実施例３：
ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）の１０ｗｔ％エタノール溶液のかわりに、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の１０ｗｔ％エタノール溶液を用いること以外は、実施例１と同様にして、ナノ乃至ミクロン径のクレアチン粒子が透過する吸気で離脱するように表面に付着したＰＶＡナノ繊維よりなるマトリックスが表面に形成された綿マットを得た。【００１９】
実施例４：
クレアチンの１ｗｔ％水溶液のかわりに、抗酸化物質であるエブセレン（Ｅｂｓｅｌｅｎ：２−ｐｈｅｎｙｌ−１，２−ｂｅｎｚｏｉｓｏｓｅｌｅｎａｚｏｌ−３−（２Ｈ）−ｏｎｅ）とＮ−アセチルシステインとの複合体の１０ｗｔ％エタノール溶液（エブセレンはエタノールに難溶であるがＮ−アセチルシステインと複合体を形成させることでその溶解性を約１００倍にすることができる）を用いること以外は、実施例１と同様にして、ナノ乃至ミクロン径のエブセレンとＮ−アセチルシステインとの複合体粒子が透過する吸気で離脱するように表面に付着したＰＶＰナノ繊維よりなるマトリックスが表面に形成された綿マットを得た。【００２０】
実施例５：
クレアチンの１ｗｔ％水溶液のかわりに、エブセレンの１０ｗｔ％ＤＭＳＯ溶液を用いること以外は、実施例１と同様にして、ナノ乃至ミクロン径のエブセレン粒子が透過する吸気で離脱するように表面に付着したＰＶＰナノ繊維よりなるマトリックスが表面に形成された綿マットを得た。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、薬物のナノ粒子が、分散溶媒が存在しない空気中などでも凝集を起こすことなく安定に存在しうる吸入デバイスを提供することができる点において産業上の利用可能性を有する。
【図１】
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【図２】
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