(57)【要約】本発明は、精子抑制性、殺精子性、および抗感染性の薬剤を送達するための、非ホルモン性、生体適合性、かつ生分解性の腟内器具に関する。本発明はまた、そのような器具を用いた避妊の方法、ならびに、この器具の使用を通じて性行為感染症および膣感染を予防および治療する方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
精子抑制剤、殺精子剤、および／または抗感染剤を送達するための、非ホルモン性かつ生体適合性の腟内用器具であって、
生体適合性の精子抑制剤、殺精子剤、および／または抗感染剤を有効濃度で浸透させた可撓性の構造体を含む器具。
【請求項２】
可撓性の構造体が生分解性のマトリックスから製造される、請求項１に記載の器具。
【請求項３】
生分解性のマトリックスがヒドロゲルである、請求項２に記載の器具。
【請求項４】
ヒドロゲルが、デキストラン−マレイン酸、デキストラン−アクリレート、およびデキストラン−アリルイソシアナートからなる群より選択される多糖を含む、請求項３に記載の器具。
【請求項５】
ヒドロゲルが１つまたは複数の生分解性ポリマーでコーティングされる、請求項３に記載の器具。
【請求項６】
生分解性ポリマーが、ポリグリコリド、ポリラクチド、ポリグリコリドとポリラクチドとのコポリマー、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項５に記載の器具。
【請求項７】
塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸第一鉄、硫酸銅、グルコン酸第一鉄、およびそれらの混合物からなる群より選択される精子抑制剤を含む、請求項１に記載の器具。
【請求項８】
抗ウイルス剤、抗真菌剤、抗生物質、およびそれらの混合物からなる群より選択される抗感染剤を含む、請求項１に記載の器具。
【請求項９】
可撓性の構造体が滑らかな外表を有する、請求項１に記載の器具。
【請求項１０】
可撓性の構造体が回旋状の表面を有する、請求項１に記載の器具。
【請求項１１】
以下の段階を含む、哺乳動物の避妊の方法：
請求項１に記載の器具を雌哺乳動物の腟内に導入する段階。
【請求項１２】
器具が生分解性のマトリックスから製造される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
生分解性のマトリックスがヒドロゲルである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ヒドロゲルが、デキストラン−マレイン酸、デキストラン−アクリレート、およびデキストラン−アリルイソシアナートからなる群より選択される多糖を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ヒドロゲルが１つまたは複数の生分解性ポリマーでコーティングされる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
生分解性ポリマーが、ポリグリコリド、ポリラクチド、ポリグリコリドとポリラクチドとのコポリマー、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
器具が、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸第一鉄、硫酸銅、グルコン酸第一鉄、およびそれらの混合物からなる群より選択される精子抑制剤を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
腟が約ｐＨ ５〜６に維持される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
マトリックスヒドロゲルにアスコルビン酸を添加することによってｐＨが維持される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
器具が滑らかな外表を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項２１】
器具が回旋状の表面を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項２２】
以下の段階を含む、哺乳動物の感染を防止する方法：
請求項１に記載の器具を雌哺乳動物の腟内に導入する段階。
【請求項２３】
器具が生分解性のマトリックスから製造される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
生分解性のマトリックスがヒドロゲルである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
ヒドロゲルが、デキストラン−マレイン酸、デキストラン−アクリレート、およびデキストラン−アリルイソシアナートからなる群より選択される多糖を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
ヒドロゲルが１つまたは複数の生分解性ポリマーでコーティングされる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
生分解性ポリマーが、ポリグリコリド、ポリラクチド、ポリグリコリドとポリラクチドとのコポリマー、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
感染が腟感染である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
感染が性行為感染症を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
感染がＨＩＶ感染である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
器具が、抗ウイルス剤、抗真菌剤、抗生物質、およびそれらの混合物からなる群より選択される抗感染剤を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
器具が回旋状の外表を有する、請求項２２に記載の方法。
【請求項３３】
以下の段階を含む、哺乳動物の膣感染を治療する方法：
請求項１に記載の器具を雌哺乳動物の腟内に導入する段階。
【請求項３４】
器具が生分解性のマトリックスから製造される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
生分解性のマトリックスがヒドロゲルである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
ヒドロゲルが、デキストラン−マレイン酸、デキストラン−アクリレート、およびデキストラン−アリルイソシアナートからなる群より選択される多糖を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
ヒドロゲルが１つまたは複数の生分解性ポリマーでコーティングされる、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
生分解性ポリマーが、ポリグリコリド、ポリラクチド、ポリグリコリドとポリラクチドとのコポリマー、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
器具が、抗ウイルス剤、抗真菌剤、抗生物質、およびそれらの混合物からなる群より選択される抗感染剤を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項４０】
器具が滑らかな外表を有する、請求項３３に記載の方法。
【請求項４１】
器具が回旋状の表面を有する、請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、２０００年８月２４日に出願された米国特許仮出願第６０／２２７，７４０号の恩典を主張するものである。
【０００２】
発明の分野
本発明は、精子抑制性、殺精子性、かつ抗感染性を有する薬剤を送達させるための非ホルモン性かつ生分解性の腟内器具に関し、かつ、そのような器具の利用による避妊の方法ならびに感染の予防および治療の方法に関する。
【０００３】
発明の背景
現在、排卵を抑制する方法ならびに子宮頚部への精子の移動と受精とを防ぐ方法としては、ホルモン併用または非併用の腟内用バリアーおよび子宮内避妊器具が利用可能である（Ｒｏｙ， 「女性の受精制御法としての腟内避妊リングの研究開発状況（Ｓｔａｔｕｓ ｏｆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｖａｇｉｎａｌ Ｃｏｎｔｒａｃｅｐｔｉｖｅ Ｒｉｎｇｓ ａｓ Ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｆｅｍａｌｅ）」， Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ ｉｎ Ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ， Ｆａｍｉｌｙ Ｈｅａｌｔｈ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ２（４）： １−１０ （２０００））。非ホルモン性、非毒性、かつ非侵襲性の薬剤および抗菌性かつ抗ウイルス性（Ｂｒｏｄｅの米国特許第５，５９５，９８０号）の薬剤について文献検索を行った結果、金属イオンおよびその誘導体（塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、銅、および硫酸第一鉄など）が殺精子性かつ／または精子抑制性の薬剤として作用することが判明した（Ｄａｕｎｔｅｒの米国特許第４，９５９，２１６号）。硫酸銅は殺精子剤として子宮内避妊器具（ＩＵＤ）に使用されている。精子の安定性維持に必要な特定の重要な酵素において、メルカプト基が必須の構成要素であることが知られている。銅を基礎とした薬剤はそのメルカプト基結合特性のため毒性を示し、このため精子に対して直接的な有害作用を及ぼす。銅はまた、ヒトの月経中間期の子宮頚管粘液中の物質を溶解させることによって頚管粘液に影響を及ぼし、頚管粘液の物理化学特性を変化させることによって精子の侵入を減少させる（Ｓｈｏｈａｍら， 「ウシ頚管粘液へのヒト精子の侵入に対する種々の銅線の影響（Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｗｉｒｅｓ ｏｎ Ｈｕｍａｎ Ｓｐｅｒｍ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｉｎｔｏ Ｂｏｖｉｎｅ Ｃｅｒｖｉｃａｌ Ｍｕｃｕｓ）」， Ｉｎ Ｖｉｔｒｏ． Ｃｏｎｔｒａｃｅｐｔｉｏｎ ３６（３）：３２７−３４ （１９８７））。
【０００４】
Ｄｉｖｅｌｅｙ（米国特許第３，９５０，３６６号）は、１，１，５，５−三置換−ジチオビウレット類の金属塩の精子抑制剤としての作用を調べた。ナトリウムおよびカリウムなどの軽金属、カルシウムおよびバリウムなどのアルカリ土類金属、ならびに、亜鉛、カドミウム、スズ、水銀、銅、ニッケル、クロム、鉄、マンガン、およびコバルトなどの重金属をキレートとして経口投与すると、避妊薬および妊娠中断薬として作用するジチオビウレット塩が生成されることが明らかになった。Ｓａｗａｎら（米国特許第５，２２４，４９３号）は、銀、マグネシウム、亜鉛、銅、カドミウム、またはヒ素の不溶性無機金属塩および酸化物が抗炎症剤として使用できることを報告している。Ｂｒｏｄｅは、感染および性行為感染症（ＳＴＤ）の可能性を低下させる目的で、塩化ベンザルコニウム、オクトキシノール−９、ノノキシノール−９、リシノール酸、および酢酸フェニル水銀を殺精子剤として使用し、その送達には、疎水的に修飾した多糖類を高分子送達系として用いた（Ｂｒｏｄｅの米国特許第５，５９５，９８０号）。
【０００５】
ヒドロキシエチルセルロースおよびヒドロキシエチルメチルセルロースを有するセルロースベースの賦形剤、もしくはその混合物、または選択的に水、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、グリセリン、グリセロール、プロピレングリコール、およびソルビトールからなる群より選択される化粧品成分も、送達システムとして使用されている。腟内投与用として用いられている典型的な剤形としては、クリーム、ローション、ゲル、泡沫、スポンジ、座薬、およびフィルムがある。Ｄａｕｎｔｅｒは、ポリウレタンまたはポリ酢酸ビニルのディスクにより送達できる受精防止剤として、銅−エチレンジアミン四酢酸／Ｌ−アスコルビン酸、ノイラミニダーゼ、およびアシアロフェチュインを使用した（Ｄａｕｎｔｅｒの米国特許第４，９５９，２１６号）。前者２つの薬剤は頚管粘液に作用して月経中間期に見られるような開放細胞構造を閉鎖構造に変化させ、この閉鎖構造により、精子が侵入できないバリアーをつくる。エチレン酢酸ビニルのコポリマーも腟内器具用のマトリックスの成分として使用されている。アルブミンは、シダ状結晶形成および牽糸性に対する影響を低減させることにより、頚管粘液の粘度を上昇させる。アルブミン、デキストラン、および酢酸ビニルは、頚管粘液の糖タンパク質を重合させることにより頚管粘液の牽糸性を低下させ、その結果として頚管粘液の粘度を上昇させることが明らかになっている。特定の器具では、腟内ｐＨをより酸性側に変化させる能力もその殺精子効果の基礎となっていた（Ｏｌｍｓｔｅｄら， 「弱酸性によるヒト精子の不動化および殺傷の速度（Ｔｈｅ Ｒａｔｅ ａｔ Ｗｈｉｃｈ Ｈｕｍａｎ Ｓｐｅｒｍ Ａｒｅ Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ａｎｄ Ｋｉｌｌｅｄ ｂｙ Ｍｉｌｄ Ａｃｉｄｉｔｙ）」， Ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ Ａｎｄ Ｓｔｅｒｉｌｉｔｙ ７３（４）：６８７−６９３ （２０００））。
【０００６】
避妊の成功率は、避妊法の有効性のみならず、使用者の好み、可逆性、簡便性、およびコンプライアンスにも影響される。妊娠のほか、性的関係により感染症が伝染される可能性もある。したがって、新しい避妊用具の設計が、妊娠と併せて性行為感染症（ＳＴＤ）の伝染からも女性を保護するという選択肢を考慮したものであるならば、これは利点となる。ホルモンを基礎とした避妊法は有害な代謝リスクをもたらすことが長年指摘されており、事実、種々の心血管症状についてこれらの症状を持つ患者には禁忌となっている。したがって、新しい避妊器具は毒性化合物およびホルモンを含まないものでなければならない。さらに、避妊法は、毎月のタンポン交換による通常の月経周期管理と併用して女性が自分自身で使用でき、これによって女性の生活の質を高めるようなものであるべきである。しかし、長期間にわたって避妊用の生体活性薬剤を放出できる、放出制御送達用の生分解性賦形剤はこれまで開発されていなかった。
【０００７】
妊娠および感染を防止するための、非ホルモン性で、生体適合性を有し、非侵襲性で、費用効果が高く、生分解性で、かつ簡便なバリアー器具の開発に対する必要性が高まっている。本発明は当技術分野におけるこれらおよびその他の欠点を克服しようとするものである。
【０００８】
発明の概要
本発明は、精子抑制性、殺精子性、および／または抗感染性の薬剤を送達するための、非ホルモン性かつ生体適合性の腟内器具に関する。この器具は、生体適合性を有する精子抑制剤、殺精子剤、および／または抗感染剤を有効濃度で浸透させた、可撓性の構造体である。
【０００９】
本発明はまた、避妊の方法にも関する。本方法は、雌哺乳動物の腟内に本発明の器具を導入することを含む。
【００１０】
本発明はまた、哺乳動物において感染を予防する方法に関する。本方法は、雌哺乳動物の腟内に本発明の器具を導入することを含む。
【００１１】
本発明はまた、哺乳動物の膣感染を治療する方法に関する。本方法は、雌哺乳動物の腟内に本発明の器具を導入することを含む。
【００１２】
避妊は、望まない妊娠を予防し、かつ、より良い家族計画と健康管理とを提供する。避妊法の選択においては、簡便性、安全性、有効性、および費用のほか、生活の質も考慮されるのが普通である。本発明は、局所的に作用し、避妊剤および抗感染剤の送達に全身的経路を利用せず、かつ簡単に使用できる、非ホルモン性、生分解性、かつ生体適合性の腟内器具を提供することによってこれらの必要性を満たす。本発明の器具は可撓性を有し、かつ、子宮頚部キャップなどの避妊器具と異なり注意深く正しい位置に挿入する必要がないことから、自己挿入が簡単である。さらに、本発明の器具は男性パートナーに感知されることなく使用できるため、性活動に干渉しない。この器具は有効性を発揮する過程で徐々に分解するが、ずれの問題は生じない。この器具は月経の最終期に女性自身によって挿入するよう設計されており、これは当然の帰結として大多数の女性が感知かつ反応できる日である。したがって該装置は、必ずしも予測される性的関係との関連によって使用されるのではなく、むしろ、女性が普通かつ定期的に行う通常の月経後衛生管理との関連によって使用される。この器具のコアおよびシースはいずれも生分解性材料で構成されるため、この器具はその有効期限後に除去する必要がない。したがって、本発明の送達器具は、簡単な月１回の挿入ですみ、かつ、最長２８日間にわたって避妊効果および対感染保護効果をもたらす。
【００１３】
発明の詳細な説明
本発明は、精子抑制性、殺精子性、および／または抗感染性の薬剤を送達するための、非ホルモン性かつ生体適合性の腟内器具に関する。この器具は、生体適合性を有する精子抑制剤、殺精子剤、および／または抗感染剤を有効濃度で浸透させた、例えばリングまたはリングの改変物である、可撓性の構造体である。本明細書において非ホルモン性とは、本発明の器具において、全身性の作用を示すエストロゲン、プロゲステロン、その他のステロイド、またはその誘導体を含まない材料が使用されることを意味する。これらの物質とは対照的に、本発明に適した材料は非ホルモン性かつ非ステロイド性であり、かつ、挿入部位で局所的に作用する。本発明の送達用賦形剤の基本設計は生体適合性かつ生分解性のポリマーを材料とするハイドロゲルのコア−シース構成であり、該ポリマーは天然物および／または合成物のいずれであってもよい。コア−シース構成の目的は、浸透させた薬剤を最大２８日間にわたって徐放させることにある。ヒドロゲルコアの概念は、生分解性の三次元ヒドロゲルネットワーク生体材料における最近の進歩を活用したものである。送達用賦形剤としての生分解性ヒドロゲルは、（その生分解性のため）人体に対して環境的に優しい、および、浸透させた薬物を予測可能かつ制御された形で放出できるという利点を有する。送達用賦形剤としてのヒドロゲルは医療移植材料としての用途を有するとして大きく注目されている。ヒドロゲルは体組織と同程度の保水性を示し、かつ高度の生体適合性を有するため、生物学の分野で特に関心を集めている。ヒドロゲルおよび天然の生物学的ゲルは、細胞および組織と似た流体力学特性を有する。ヒドロゲルは柔らかく従順な性質を有するため、周辺組織に対する機械刺激および摩擦刺激が最小限に抑えられる。したがってヒドロゲルは、シリコンまたは酢酸ビニルなど比較的疎水性の担体と比較してはるかに使用しやすい送達用賦形剤として使用できる。
【００１４】
近年、幅広い生体活性物質（例：インドメタシン、ドキソルビシン、インスリン、およびアルブミン）の放出をより確実に制御できる材料として、かつ、組織工学および再生用の基材として、２つの新しいクラスの生分解性ヒドロゲルが開発された（Ｋｉｍら， 「デキストラン−メタクリレートの合成と特徴決定、およびＳＥＭによる構造解析（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｅｘｔｒａｎ−Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ ａｎｄ ｉｔｓ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｓｔｕｄｙ ｂｙ ＳＥＭ）」， Ｊ． Ｂｉｏｍｅｄ． Ｍａｔｅｒ． Ｒｅｓ． ４９（４）：５１７ （２０００）； Ｐａｒｋら， 「薬物送達用の生分解性ヒドロゲル（Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ）」， Ｔｅｃｈｎｏｍｉｃ （１９９３）、いずれも参照として本明細書に完全に組み入れられる）。これらの新しい生分解性ヒドロゲルは、天然に生じる生分解性、生体適合性、かつ疎水性の多糖であるデキストラン、および、ポリラクチド（「ＰＬＡ」）などの合成の生分解性かつ疎水性のポリマーから合成される。デキストランは主として１，６−α−Ｄ−グルコピラノシル残基からなり、グルコース残基１つにつき３つの水酸基を有する。これら水酸基のためヒドロゲルの調合における融通性が高くなっている（Ｐａｒｋら， 「薬物送達用の生分解性ヒドロゲル（Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ）」， Ｔｅｃｈｎｏｍｉｃ （１９９３）、参照として本明細書に完全に組み入れられる）。デキストランは強い親水性をもち且つ生体適合性があるため、血漿増量剤および薬物放出制御賦形剤など多数の生物医学用途に幅広く使用されている。特定の臨床上の必要性を満たすため、デキストラナーゼを組み込んでデキストランの生分解を促進することも可能である。デキストラン、および、ポリグリコリド（「ＰＧＡ」）、ポリラクチド（「ＰＬＡ」）などの合成の生分解性ポリマーまたはそのコポリマーはＦＤＡの認可を受けた生物学的原料であり、例えば創傷閉鎖材などの生物医学用途用の合成吸収性ポリマーとして商業的に成功している。ＰＧＡおよびＰＬＡの分解産物は自然の代謝産物であり、人体から容易に排出される。
【００１５】
本発明のデキストラン／ＰＬＡヒドロゲルのコアの調整は、本質的に、本発明の発明者らによる報告および現在の研究を基礎としている（Ｋｉｍら， 「デキストラン−メタクリレートの合成と特徴決定、およびＳＥＭによる構造解析（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｅｘｔｒａｎ−Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ ａｎｄ ｉｔｓ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｓｔｕｄｙ ｂｙ ＳＥＭ）」， Ｊ． Ｂｉｏｍｅｄ． Ｍａｔｅｒ． Ｒｅｓ． ４９（４）：５１７ （２０００）； Ｚｈａｎｇら， 「疎水性成分と親水性成分の両方を有し、制御された膨張特性をもつ新しい生分解性ＩＰＮヒドロゲルの合成と特徴決定（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｏｖｅｌ Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ＩＰＮ Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ Ｈａｖｉｎｇ Ｂｏｔｈ Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｗｉｔｈ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｓｗｅｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）」， Ｊ． Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ３７：４５５４−４５６９ （１９９９）、いずれも参照として本明細書に完全に組み入れられる）。簡潔には、ヒドロゲルコアの調整には大きく２つの段階がある。第一の段階はデキストランおよびＰＬＡに不飽和基を組み込む段階であり、組み込みのレベルは置換度（ＤＳ）で示す。例えば、ＤＳが高い場合は不飽和基の組み込みのレベルが高い（Ｋｉｍら， 「デキストラン−メタクリレートの合成と特徴決定、およびＳＥＭによる構造解析（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｅｘｔｒａｎ−Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ ａｎｄ ｉｔｓ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｓｔｕｄｙ ｂｙ ＳＥＭ）」， Ｊ． Ｂｉｏｍｅｄ． Ｍａｔｅｒ． Ｒｅｓ． ４９（４）：５１７ （２０００）； Ｚｈａｎｇら， 「疎水性成分と親水性成分の両方を有し、制御された膨張特性をもつ新しい生分解性ＩＰＮヒドロゲルの合成と特徴決定（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｏｖｅｌ Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ＩＰＮ Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ Ｈａｖｉｎｇ Ｂｏｔｈ Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｗｉｔｈ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｓｗｅｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）」， Ｊ． Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ３７：４５５４−４５６９ （１９９９）、いずれも参照として本明細書に完全に組み入れられる）。既報のように、ＤＳは、組み込まれた精子抑制剤がヒドロゲルコアの外へ拡散する速度および程度に大きな影響を与える。不飽和基を用いる目的はデキストランとＰＬＡとの間に光架橋性をもたせることにある。本発明での使用に適した材料としては分子量４３，０００〜７０，０００のデキストランおよび分子量約８００〜８，０００のＰＬＡが含まれ、これらはいずれも種々の販売元から容易に入手可能である。
【００１６】
３種類のデキストラン誘導体および１種類のＰＬＡ誘導体は本発明のコア−シース賦形剤に特に適している。適切なデキストラン誘導体としてはデキストラン−マレイン酸、デキストラン−アリルイソシアナート、およびデキストラン−アクリレートが含まれるが、これらに限定されることはない。デキストラン−マレイン酸では、不飽和基はエステル結合によってデキストランに結合される。デキストラン−アリルイソシアナートの場合、不飽和基とデキストランとの間の結合はウレタン結合である。エステル結合（デキストラン−マレイン酸）とウレタン結合（デキストラン−アリルイソシアナート）とでは加水分解に対する感受性が異なるため、使用するデキストラン誘導体の種類によって、ヒドロゲルコアの時間依存膨張が異なる。このため、デキストラン前駆物質の種類を制御することにより、浸透させた精子抑制剤の放出の速度および程度を制御できることになる。デキストラン−マレイン酸をベースとしたヒドロゲルはさらに、遊離型のＣＯＯＨ基の量を制御できるという固有の利点を有する。遊離型のＣＯＯＨ基を用いることによって、酸性度を高めて精子の運動性を抑制することができ、かつ、所望の生化学薬剤を結合させるためのさらなる化学反応部位を提供することができる。
【００１７】
デキストラン−ＰＬＡヒドロゲルコアを作製するための次の段階は、ＰＬＡジアクリレートマクロマー（ＰＬＡＭ）の合成である。このマクロマーは、各ＰＬＡ高分子鎖の両端に化学的に誘導された２つの同じ不飽和基（すなわちアクリレート）を有する。
【００１８】
デキストラン誘導体とＰＬＡＭ前駆物質とからヒドロゲルコアを作製するための最後の段階では、ごく少量の光重合開始剤の存在下でこれら２つの前駆物質を光架橋する。この最終段階では、架橋前に一定量（５〜２０重量％）の精子抑制剤を前駆物質の溶液に添加する。精子抑制剤にはグルコン酸第一鉄の二水和物が含まれるがこれに限定されることはない。光重合には長波長のＵＶランプを使用することができる。ＵＶ照射時間を調節して架橋のレベルを制御することができ、これにより膨張特性および薬物放出特性を制御することができる。３日間、７日間、および２８日間にわたって有効に放出されるよう決定された最適濃度の種々の精子抑制剤が、新たに合成された生分解性ヒドロゲルのコアに組み込まれる。
【００１９】
ヒドロゲルコアをコーティングするシース材料は、ヒドロゲルコアへの水の浸透速度を低下させ、かつ、ヒドロゲルコアに組み込まれた薬剤の最初のバースト放出の開始を遅らせるように機能する。このシースの機能により、浸透させた薬剤はスムーズに（すなわち均一に）かつ持続的に放出される。したがって、脂肪族ポリエステルおよびそのコポリマーなどの疎水性の生分解性合成ポリマーはシースコーティングの材料として非常に適している。これらの材料はＦＤＡの認可を受けており、生体適合性を有し、医療分野での使用実績があり、予測可能な生分解特性を有し、疎水性であり、かつ、市販されている。本発明のシース材料として適した生分解性の脂肪族ポリエステル材料としては、ＰＬＡ、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリグリコリド、ポリラクチド、ポリグリコリドとポリラクチドとポリ−ε−カプロラクトンとのコポリマー、およびこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されることはない。
【００２０】
前述のように、本発明の生分解性コア−シースマトリックスの作製に適した種々のヒドロゲルコアおよびシースの材料がある。本発明は、材料および構造的パラメータを変化させることによって、女性が簡便かつ快適に使用できるだけでなく、特定の必要性を満たす放出速度で幅広い精子抑制剤および抗感染剤を送達できる、大幅に改善された腟内避妊器具を提供する。例えば本発明の１つの局面では、この器具の使用期間は短く設定され、すなわち避妊および／または抗感染の目的で３日間または７日間使用される。本発明の別の局面は、女性の月経周期と一致した月単位で、すなわち、最長２８日周期で保護効果を発揮する器具である。したがってこの器具は、所望の用途に応じて各々が前述の材料の特定の組合せで構成された、１つより多いヒドロゲルコアおよび／または１つまたはそれ以上のシース層で作製してもよい。後述の実施例７および８に、種々の用途への本発明の使用を可能にするような本発明の種々の設計原理を示す。
【００２１】
当業者には、新たに合成されたヒドロゲル前駆物質（すなわち、デキストラン−マレイン酸、デキストラン−アリルイソシアナート、およびＰＤＬＡＭ）、ヒドロゲルコア、およびシース材料が、ＦＴＩＲ、ＮＭＲ、元素分析、温度分析および機械的分析、ならびに走査型電子顕微鏡による表面形態分析などの標準的なポリマー特徴決定方法によって特徴決定できることが理解されるものと考えられる。ヒドロゲルコアについては、さらに、膨張特性、孔径、表面積、および内部形態などの特徴も決定される。膨張の挙動は、生体活性物質の透過性、生体適合性、生分解の速度、および機械的性質など、ヒドロゲルの他のすべての重要特性に影響するため、調節すべき最も重要な因子である。ヒドロゲルの機械的性質はその構造の完全性および寸法の安定性に影響し、かつ、圧力に対するヒドロゲルの抵抗能に関する情報を与える。孔径／体積、表面積、および断面の内部形態により、薬剤の固着と放出に関するヒドロゲルの孔径および多孔度の適切性を定性的に評価することができる。水銀圧入式細孔分布測定装置は、ヒドロゲルの平均孔径、分布、および細孔容積の定量に使用される。ＢＥＴ表面積分析を使用して三次元ヒドロゲルの表面積を決定することができる。これらの特徴決定の技術的局面は実験室で日常的に行われる測定作業であり、当業者の業務および能力の範囲内のものである。手順の詳細は本発明者らが報告しており、例えば、いずれも参照として本明細書に完全に組み入れられる、Ｋｉｍら， 「デキストラン−メタクリレートの合成と特徴決定、およびＳＥＭによる構造解析（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｅｘｔｒａｎ−Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ ａｎｄ ｉｔｓ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｓｔｕｄｙ ｂｙ ＳＥＭ）」， Ｊ． Ｂｉｏｍｅｄ． Ｍａｔｅｒ． Ｒｅｓ． ４９（４）：５１７ （２０００）；および、Ｚｈａｎｇら， 「疎水性成分と親水性成分の両方を有し、制御された膨張特性をもつ新しい生分解性ＩＰＮヒドロゲルの合成と特徴決定（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｏｖｅｌ Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ＩＰＮ Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ Ｈａｖｉｎｇ Ｂｏｔｈ Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｗｉｔｈ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｓｗｅｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）」， Ｊ． Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ３７：４５５４−４５６９ （１９９９）がある。
【００２２】
本発明の１つの局面において、本発明の生分解性コア−シース生体材料は、腟内避妊器具としてリングまたはその変形（ディスクなど）の形態に成型される。リングは、腟内用として特に快適性が高いことが明らかになっている。他の物理構造を使用してもよい。所望の用途に最もよく適合させるために本発明の器具の形状を調節してもよく、このことは当業者に理解されるものと考えられる。本発明の１つの局面において、この器具は図１Ａに示すような滑らかな外表を有する。本発明の別の局面において、この器具は図１Ｂおよび図１Ｃに示すような回旋状の表面を有する。前述のように、表面積および内部形態などのこの器具の機械的特性はヒドロゲルの膨張を決定し、かつ、最終的には薬剤を浸透させたコアから該薬剤が放出される速度を決定する。したがって、この器具の用途に合わせて放出速度を最適化するため、コア−シースの生分解性材料と併せてこの器具の外表形状を種々に変化させてもよい。
【００２３】
本発明の別の局面は哺乳動物の避妊の方法である。哺乳動物にはヒトが含まれるがこれに限定されることはない。この方法は、生体適合性を有する精子抑制剤および／または殺精子剤を有効濃度で組み込んだ本発明の生分解性かつ生体適合性の腟内送達器具を雌哺乳動物の腟内に導入することを含む。本明細書において、精子抑制性とは精子の運動性を完全に抑制する能力を意味する。殺精子性とは精子を殺傷する能力を意味し、これは精子が不可逆的に不動化された後に生理学的に作用してもよい（Ｏｌｍｓｔｅｄら， 「弱酸性によるヒト精子の不動化および殺傷の速度（Ｔｈｅ Ｒａｔｅ ａｔ Ｗｈｉｃｈ Ｈｕｍａｎ Ｓｐｅｒｍ Ａｒｅ Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ａｎｄ Ｋｉｌｌｅｄ ｂｙ Ｍｉｌｄ Ａｃｉｄｉｔｙ）」， Ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ Ａｎｄ Ｓｔｅｒｉｌｉｔｙ ７３（４）：６８７−６９３ （２０００）、参照として本明細書に完全に組み入れられる）。本発明の精子抑制性／殺精子性の局面は３方向からの攻撃によって提供される。特定の薬剤が以下の目的で使用される：１）精子の運動性をゼロまで低減する；２）頚管粘液の粘度を高めることにより精子の運動性を妨げる；３）全体的な精子抑制効果を高めるため腟内のｐＨを約５．０に維持する。本発明に適した精子抑制剤／殺精子剤としては、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸第一鉄、硫酸銅、グルコン酸第一鉄、およびこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されることはない。これらの金属塩の精子抑制剤としての使用、および精子抑制剤としての有効濃度は当業者に周知である（例えば、Ｄａｕｎｔｅｒの米国特許第４，９５９，２１６ 号；およびＳｈｏｈａｍら，「ウシ頚管粘液へのヒト精子の侵入に対する種々の銅線の影響（Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｗｉｒｅｓ ｏｎ Ｈｕｍａｎ Ｓｐｅｒｍ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｉｎｔｏ Ｂｏｖｉｎｅ Ｃｅｒｖｉｃａｌ Ｍｕｃｕｓ）」， Ｉｎ Ｖｉｔｒｏ． Ｃｏｎｔｒａｃｅｐｔｉｏｎ ３６（３）：３２７−３４ （１９８７）、いずれも参照として本明細書に完全に組み入れられる）。
【００２４】
子宮頚部粘膜の分泌細胞は頚管粘液と呼ばれる分泌物を生成する。頚管粘液は水、糖タンパク質、血清型タンパク質、脂質、酵素、および無機塩類の混合物である。生殖可能年齢の女性は１日あたり２０〜６０ ｍｌの頚管粘液を分泌する。排卵期またはその前後では頚管粘液の粘度が低くなり、かつアルカリ度が強くなって精液の存在下ではｐＨが約７．５〜８．５になるため、精子に対する受容性が高まる。排卵後は性的関係があったか否かに関わらず頚管粘液が非常に濃くなり、精子が物理的に侵入できない子宮頚部プラグを形成する。排卵が近づくにつれて頚管粘液の粘度が低くなり排卵後に高くなるこの周期が繰り返される。
【００２５】
したがって、月経周期中の頚管粘液の粘度が低下している時期に粘度を高めれば、精子の運動性が阻害されると考えられる。本発明の器具において頚管粘液の粘度を高めるのに適した薬剤の１つはＬ−アスコルビン酸である。Ｌ−アスコルビン酸はビタミンＣとしてより広く知られ、上述のような事象の連鎖を惹起することが明らかになっている。アスコルビン酸は頚管粘液のムコ多糖に対して還元剤として作用する。アスコルビン酸はムコ多糖へと電子を伝達し、その結果、頚管粘液のコンホメーションを変化させる。粘液細胞は最初、開放細胞構造をしているが、これが閉鎖され、したがって粘度が上昇する。この粘度の上昇により精子の運動性が阻害される。本発明の送達器具からのＬ−アスコルビン酸の放出によって誘発される頚管粘液の粘度上昇は、精子の卵子到達に対する第二段階の抵抗として作用する。
【００２６】
頚管粘液中で精子が移動および生存するための最適ｐＨは７．５〜８．５であるが、酸性の粘液は腟内で精子を不動化しこれが避妊の妨げとなる（「ヒト精液および精子−頚管粘液相互作用の試験に関するＷＨＯラボラトリーマニュアル（ＷＨＯ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｕｍａｎ Ｓｅｍｅｎ ａｎｄ Ｓｐｅｒｍ−ｃｅｒｖｉｃａｌ Ｍｕｃｕｓ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）」， Ｃｈ． ５：５１−５９ （１９９９）、参照として本明細書に完全に組み入れられる）。腟内においてｐＨ ５．０またはそれ付近で生じる精子の不動化は、精子が不可逆的に不動化されるような環境を作り出すことによって精子の殺傷をもたらす可能性があると考えられている（Ｏｌｍｓｔｅｄら， 「弱酸性によるヒト精子の不動化および殺傷の速度（Ｔｈｅ Ｒａｔｅ ａｔ Ｗｈｉｃｈ Ｈｕｍａｎ Ｓｐｅｒｍ Ａｒｅ Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ａｎｄ Ｋｉｌｌｅｄ ｂｙ Ｍｉｌｄ Ａｃｉｄｉｔｙ）」， Ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ Ａｎｄ Ｓｔｅｒｉｌｉｔｙ ７３（４）：６８７−６９３ （２０００）、参照として本明細書に完全に組み入れられる）。本発明の器具は、２つの方法により腟内ｐＨを５．０またはそれ付近に維持するよう機能する。第一に、ｐＨ ４〜６のポリアミノ酸とポリカルボン酸との混合物（Ａｍｐｈｏｌｉｎｅ）が生分解性のコア−シースマトリックスに組み込まれる。これらが放出されることによって、精液の存在下であっても腟内ｐＨが酸性の範囲（ｐＨ ５．０またはそれ付近）に維持される。第二に、実施例４でより詳細に示すように、ヒドロゲルコアの生体材料も酸性環境に寄与しうる。酸性度に富むマトリックスが例えばマレイン酸を含む場合、この器具が効果を発揮する間に生体材料が腟内に放出され、これは腟内ｐＨが５．０付近に維持されるのを助ける。
【００２７】
本発明により提供される、避妊に対するこの独特の３方向アプローチが有する主たる利点の１つは、単一の避妊法にこれらのアプローチのうち１つまたは２つを組み込んだ他の避妊手段と比較して、有効性および信頼性が高いということである。さらに、精子の不動化と殺傷について複数の攻撃が同時に寄与するため、必要とされる精子抑制剤／殺精子剤の濃度は比較的低い。さらに、非ホルモン性、非全身性、および生分解性という本発明の性質により、ユーザーの健康に悪影響を及ぼすことなく定期的かつ長期的に使用できる避妊法が提供される。
【００２８】
本発明の別の局面は、本発明の生体適合性かつ生分解性の器具を雌哺乳動物の腟内に導入することによって哺乳動物の感染を予防する方法である。哺乳動物にはヒトが含まれるがこれに限定されることはない。このさらなる利点は、精子抑制剤と併用してまたは併用せずに、この器具に抗感染剤を組み込むことによって実現できる。本発明に適した抗感染剤としては、抗ウイルス剤、抗真菌剤、抗生物質、およびこれらの混合物が含まれる。これは、特にハイリスク集団を対象とした、ＨＩＶなどの性行為感染症（「ＳＴＤ」）に対する予防的処置が含まれる。意図されるこの器具の用途に応じて、本発明の抗感染剤は前述の精子抑制剤および／または殺精子剤と併用してまたは併用せずに使用することができる。
【００２９】
本発明の別の局面は、本発明の非ホルモン性、生体適合性かつ生分解性の器具を雌哺乳動物の腟内に導入することによって哺乳動物の膣感染を治療する方法である。哺乳動物にはヒトが含まれるがこれに限定されることはない。これは、精子抑制剤または殺精子剤を添加してまたは添加せずに、テトラサイクリンおよび／または抗真菌剤などの抗生物質を組み込むことを含む。
【００３０】
実施例
実施例１．精子の運動性に対する種々の金属塩の有効性
塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸第一鉄、硫酸銅、およびグルコン酸第一鉄が種々の濃度でヒト精子の運動性に及ぼす影響をインビトロで調べた。図２に示すように、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）および塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）はそれぞれ２５ ｍＭおよび３５ ｍＭで精子抑制性を示し、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４）は１０ ｍＭでヒト精子の運動性を完全に阻害した。図３に示すように、硫酸銅およびグルコン酸第一鉄はそれぞれ６．２５ ｍＭおよび１２．５ ｍＭで精子抑制性を示した。図３に示すように、２５ ｍＭの硫酸銅およびグルコン酸第一鉄溶液は精子をそれぞれ９３．３％および９７．４％不動化した。図３に示すように、これらの試薬の３７．５ ｍＭ溶液はいずれも精子を完全に不動化した。しかし、グルコン酸第一鉄の二水和物の存在下では精子抑制効果が即時に現れた。アルブミンおよびデキストランは低濃度では有意な精子抑制効果を示さなかったが、図４に示すように、アルブミンは濃度を１０％まで上昇させると１２．５ ｍＭグルコン酸第一鉄とほぼ同程度の精子運動抑制を示した。図４に示すように、１２．５ ｍＭグルコン酸第一鉄に２．５％デキストランおよび５％アルブミンを添加しても精子抑制効果の増強は認められなかった。同様に、２．５％デキストランを１２．５ ｍＭグルコン酸第一鉄溶液または６．５ ｍＭ 硫酸銅溶液に添加した場合も精子抑制効果は増強されなかった。しかし、２０％アルブミンおよび４０％アルブミンでは精子の９７％が完全に不動化された。デキストランの１．２５％溶液では精子の９５％近くが不動化された。
【００３１】
上述の観察結果に基づき、グルコン酸第一鉄の形での鉄塩について、精子抑制剤としての評価をさらに行った。グルコン酸第一鉄は毒性がなく、生体適合性があり、鉄補給用の栄養補助食品として使用されている。鉄は脂質の過酸化を促進する。脂質の過酸化は、スーパーオキシドアニオンなどの酸素フリーラジカルの生成を伴うタイプの細胞障害である（Ｈｏｎｇら， 「ヒト精子尾部の運動周波数に対する脂質過酸化の影響（Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｌｉｐｉｄ Ｐｅｒｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｎ Ｂｅａｔｉｎｇ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ Ｈｕｍａｎ Ｓｐｅｒｍ Ｔａｉｌ）」， Ａｎｄｒｏｌｏｇｉａ ２６：６１−６５ （１９９３）； Ａｉｔｋｅｎら， 「鉄触媒による脂質過酸化ポテンシャルとヒト精子機能との関係（Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｉｒｏｎ−Ｃａｔａｌｙｚｅｄ Ｌｉｐｉｄ Ｐｅｒｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｎｄ Ｈｕｍａｎ Ｓｐｅｒｍ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）」， Ｊ． Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ９８：２５７−２６５ （１９９３）； および、Ｃａｌａｍｅｒら， 「ヒト精子アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）に対する脂質過酸化の影響・精子の運動性、速度、および直線性との関係（Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｌｉｐｉｄ Ｐｅｒｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｕｐｏｎ Ｈｕｍａｎ Ｓｐｅｒｍａｔｉｃ Ａｄｅｎｏｓｉｎｅｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ （ＡＴＰ）． Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ Ｗｉｔｈ Ｍｏｔｉｌｉｔｙ， Ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ Ｌｉｎｅａｒｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｐｅｒｍａｔｏｚｏａ）」， Ａｎｄｒｏｌｏｇｉａ ２１（１）：４８−４９ （１９８８）、いずれも参照として本明細書に完全に組み入れられる）。ラジカルは極めて不安定でかつ細胞の脂質二重層に有害であり、細胞障害を引き起こす。以下に示す脂質過酸化の過程は、ヒト精子において、細胞内の反応性酸素種の生成が抗酸化防御系すなわち細胞により利用されるスーパーオキシドジスムターゼ（ＳＯＤ）を凌駕したときに開始される。ヒト精子は不飽和脂肪酸を豊富に含んでおり、脂肪酸は脂質過酸化に対する感受性が特に高い。したがって、精子は過酸化による障害を受けやすい。この反応は、精子尾部の二重層の中の過酸化脂質が第一鉄イオンに曝露されたときに生じる。この曝露により脂質過酸化が伝搬され、その結果、過酸化脂質の生成と分解とが連続的に起こるようになる。最終的には、これによって精子細胞に構造的な障害、代謝活性の低下、および精子抑制効果が生じる。グルコン酸第一鉄は精子尾部を標的として以下のような脂質過酸化を引き起こす。
2004506482.tif 000002
【００３２】
実施例２．種々の濃度のアスコルビン酸がヒト子宮頚管粘膜の粘度に及ぼす影響
月経周期の開始時には、頚管粘液はチャネル径２〜６ ｍμｍの密なハニカム細胞構造をしており、これにより精子が侵入できないバリアーが形成されている。月経周期中間期にはチャネル径が３０〜３５ ｍμｍとなり精子が通過できるようになる。黄体期に入ると細胞構造が再び２〜６ ｍμｍに収縮し、粘液の粘度も上昇する（「ヒト精液および精子−頚管粘液相互作用の試験に関するＷＨＯラボラトリーマニュアル（ＷＨＯ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｕｍａｎ Ｓｅｍｅｎ ａｎｄ Ｓｐｅｒｍ−ｃｅｒｖｉｃａｌ Ｍｕｃｕｓ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）」， Ｃｈ． ５：５１−５９ （１９９９）、参照として本明細書に完全に組み入れられる）。Ｌ−アスコルビン酸は抗酸化物質であり、電子を伝達する。Ｌ−アスコルビン酸は頚管粘液を形成している糖タンパク質のムコ多糖中のジスルフィド（−Ｓ−Ｓ−）結合に対して還元剤として作用し、これによって、頚管粘液を月経周期中間期にみられるような開放細胞構造から閉鎖細胞構造へと変化させて精子が侵入できないバリアーを形成する。受精可能期の女性ボランティアから採取した頚管粘液資料を用いて、Ｌ−アスコルビン酸の影響をインビボで調べた。
【００３３】
膣鏡を用いて女性ボランティアの子宮頚部を露出させ、綿棒で子宮口を軽く拭って子宮口部に溜まった腟内汚染物質を除去した。無針のツベルクリン注射器で頚管粘液を吸引した。回収した頚管粘液のｐＨをｐＨ試験紙（レンジ６．４〜８．０）で決定した。頚管粘液中で精子が移動および生存するための最適ｐＨは７．０〜８．５である（「ヒト精液および精子−頚管粘液相互作用の試験に関するＷＨＯラボラトリーマニュアル（ＷＨＯ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｕｍａｎ Ｓｅｍｅｎ ａｎｄ Ｓｐｅｒｍ−ｃｅｒｖｉｃａｌ Ｍｕｃｕｓ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）」， Ｃｈ． ５：５１−５９ （１９９９）、参照として本明細書に完全に組み入れられる）。粘液は元のツベルクリン注射器内に残し、脱水を防ぐためにパラフィルム（Ｐａｒａｆｉｌｍ）でカバーした。４℃の冷蔵庫内で保存し、保存期間は５日以内とした。通常は採取日から２日以内にこの粘液標本を使用した。種々の希釈度で希釈したＬ−アスコルビン酸を粘液の適切なアリコットと混合し、３７℃で３０分間インキュベートし、頚管粘液の粘度を測定した。頚管粘液の粘度は、ＷＨＯの推奨（「ヒト精液および精子−頚管粘液相互作用の試験に関するＷＨＯラボラトリーマニュアル（ＷＨＯ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｕｍａｎ Ｓｅｍｅｎ ａｎｄ Ｓｐｅｒｍ−ｃｅｒｖｉｃａｌ Ｍｕｃｕｓ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）」， Ｃｈ． ５：５１−５９ （１９９９）、参照として本明細書に完全に組み入れられる）に従って以下のようにスコア化した。処理前および処理後の頚管粘液の粘度に関する種々のパラメータを比較することにより、粘液を所望の粘度にするためのアスコルビン酸の最適量を決定することができる。
2004506482.tif 000003
【００３４】
本実験で調べた頚管粘液の第二のパラメータは、頚管粘液の牽糸性として知られている。牽糸性とは頚管粘液の繊維度、糸の引きやすさ、または弾性を示すために使用される用語である。顕微鏡用スライドガラスに頚管粘液をのせ、カバーガラスかまたは交差方向にしたスライドグラスを頚管粘液に接触させて注意深く持ち上げた。２枚のガラスの間で伸びた頚管粘液の糸の長さをセンチメートル単位で目測し、以下のようにスコア化した（「ヒト精液および精子−頚管粘液相互作用の試験に関するＷＨＯラボラトリーマニュアル（ＷＨＯ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｕｍａｎ Ｓｅｍｅｎ ａｎｄ Ｓｐｅｒｍ−ｃｅｒｖｉｃａｌ Ｍｕｃｕｓ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）」， Ｃｈ． ５：５１−５９ （１９９９）、参照として本明細書に完全に組み入れられる）。
2004506482.tif 000004
【００３５】
シダ状結晶形成に対するＬ−アスコルビン酸の影響も調べた。シダ状結晶形成とは、頚管粘液をガラス面上で乾燥させたときに観察される結晶化の程度およびパターンを指す。シダ状結晶形成は頚管粘液の糖タンパク質と相互作用する塩のレベルおよび水のレベルが低下することによって生じ、排卵が近づくにつれて強まる。シダ状結晶形成を試験するには、頚管粘液を少量スライドグラスにのせて空気乾燥させ、光学顕微鏡で観察して以下のようにスコア化する。
2004506482.tif 000005
【００３６】
本発明の目的のため、アスコルビン酸を酸化させてデヒドロアスコルビン酸にし、後者を２，４−ジニトロフェニルヒドラジンと結合させた。この結合反応によりデヒドロアスコルビン酸の２，４−ジニトロフェニルオサゾンが得られる。これは明茶色の結晶の化合物である。このオサゾンを８５％ Ｈ２ＳＯ４で処理すると転移反応が生じ、５００〜５５０ ｎｍに最大吸収波長をもつ赤みを帯びた化合物が得られる。これは本発明の使用条件下で非常に安定な化合物であり、かつ、比色測定によく適している。
【００３７】
このための試薬としては、トリクロロ酢酸溶液、ならびに、６％および４％の２，４−ジニトロフェニルヒドラジン試薬が含まれる。アスコルビン酸の原液は、最高純度のアスコルビン酸５０ ｍｇを０．５％シュウ酸１００ ｍｌに溶解して調製する。これを４℃で保管する。
【００３８】
デヒドロアスコルビン酸の標準液を調製するには、１００ ｍｌのメスフラスコにアスコルビン酸原液２ ｍｌを入れ、４％トリクロロ酢酸溶液を加える。酸洗浄したノライト（Ｎｏｒｉｔｅ）を５０ ｍｌにつき茶匙１杯または（１ ｇ）加え、よく振盪し、Ｎｏ．４２ワットマン紙で濾過することによりこの溶液を酸化させる。この溶液は１ ｍｌあたり１０ μｇのデヒドロアスコルビン酸を含む。この溶液を４℃で保管する。
【００３９】
濾液を調製するには、１容量の溶液（体積）につき１９容量の４．０％トリクロロ酢酸溶液を加える。この希釈により、溶液１リットルあたりアスコルビン酸１〜３００ ｍｇの溶液が得られる。
【００４０】
手順は以下のとおりである。未知のノライト濾液４ ｍｌを、同種の光電比色計用試験管２本にそれぞれ入れる。別の同種の光電比色計用試験管にデヒドロアスコルビン酸標準液（１０ μｇ／ｍｌ）４ ｍｌを入れる。標準液の試験管およびノライト濾液を入れた試験管の１本にそれぞれ２，４−ジニトロフェニルヒドラジン試薬１ ｍｌを加える。ノライト濾液を入れたもう１本の試験管にはこの時点では試薬を添加せず、対照として使用する。これら３本の試験管を３７℃の恒温水槽に入れ、きっかり３時間放置する。試験管を恒温水槽から取り出し、氷を十分に入れた氷水の入ったビーカーに移す。氷水につけたまま、各試験管に８５％ Ｈ２ＳＯ４ ５．０ ｍｌをゆっくり加える。最後に、対照の試験管に２，４−ジニトロフェニルヒドラジン試薬１ ｍｌを加える。各試験管を氷水中で振盪して完全に混合させた後、ラックに移す。３０分後、試験管をきれいに拭き、５４０ ｍμフィルタを使用して比色計で吸光度を記録する。読み取りの際には、対照試験管を使用して比色計を透過率１００％または吸光度ゼロに合わせる（Ｒｏｅ， 「臨床化学の標準的方法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」， 第３巻， Ｓｅｌｉｇｓｏｎ編， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ： Ａｃａｄｅｍｉａ Ｐｒｅｓｓ， ｐ．３５ （１９６１）、参照として本明細書に完全に組み入れられる）。アスコルビン酸濃度０〜１０％で測定した４つの試料の頚管粘液スコアを表１に示す。
【００４１】
【表１】種々の濃度のアスコルビン酸に対する４つの試料の頚管粘液スコア
2004506482.tif 000006
＊合計はｐＨを含まない。
【００４２】
頚管粘液スコアから、Ｌ−アスコルビン酸の濃度０．３１％から１〜２．５％の範囲では、頚管粘液の全体的な粘度がＬ−アスコルビン酸濃度の上昇と直接的な相関で上昇したことがわかる。表２に示すように、Ｌ−アスコルビン酸含有ヒドロゲルマトリックスＤＡから毎日溶出される溶出液は、連続１２日間にわたって、正常な卵胞期および黄体期に相当する頚管粘液の粘度も上昇させた。
【００４３】
【表２】毎日のマトリックス溶出液の頚管粘液スコア
2004506482.tif 000007
頚管粘液スコア合計（粘度、シダ状結晶形成、牽糸性、および細胞充実度）の正常な平均値（被験者数）
卵胞期　３．６ （１１）
中間期　１３．１ （３）
黄体期　４．４ （６）
【００４４】
実施例３．３つの世代の生分解性マトリックスと、これらマトリックスによるグルコン酸第一鉄の制御放出
グルコン酸第一鉄二水和物を浸透させた３つの世代の生分解性マトリックスを設計し、放出特性、および精子の運動性に対する効果を試験した。
【００４５】
試験した第一世代のマトリックスは、ＰＬＡとポリ（ε−カプロラクトン）とに由来する脂肪族ポリエステルコポリマーを含むもので、グルコン酸第一鉄を２４％（重量比）含む。脂肪族ポリエステルは生物医学分野での使用実績があり、予測可能な生分解特性を有し、ＦＤＡの認可を受けており、市販されている。第一世代のマトリックスは、生分解性の基材から精子抑制剤を制御放出するという概念が実現可能であるか、およびさらなる研究が妥当かを決定するために、最も単純な設計とした。
【００４６】
第一世代マトリックスの放出データをもとにサンドイッチ設計の開発が開始され、この設計が第二世代マトリックスに採用された。このサンドイッチ構造は、浸透させた精子抑制剤の制御放出について、特に最初の放出後の制御を強化することを目的としたものである。サンドイッチ構造の中央層は、グルコン酸第一鉄を３８．７％含有する、ＰＬＡとポリ（ε−カプロラクトン）とのコポリマーとした。上部および下部の層は、グルコン酸第一鉄を２１．５％（重量比）含有するポリ（ε−カプロラクトン）のホモポリマー（ＰＣＬ）とした。
【００４７】
第一世代および第二世代の生分解性製マトリックスによるグルコン酸第一鉄の放出は比較的短寿命の２４時間のバースト放出特性を示し、かつ、これらマトリックスに残ったグルコン酸第一鉄はその後も精子抑制活性を維持できるだけの十分量ではなかったため、第三世代の生分解性マトリックスを設計した。この第三世代では、長期間にわたってより持続的かつスムーズな放出を実現するため、生分解性のコア−シース設計コンセプトを新たに取り入れた。ヒドロゲルは新技術をもとにしたものである（Ｐａｒｋら， 「薬物送達用の生分解性ヒドロゲル（Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ）」， Ｔｅｃｈｎｏｍｉｃ （１９９３）、参照として本明細書に完全に組み入れられる）。この内部ヒドロゲルを生分解性のシースで被覆した。ヒドロゲルの目的は、後期の段階で避妊剤の持続的放出を担うこと、および、早期の段階でシース材料から放出される薬剤の濃度低下を補うことである。シース材料は三重の機能をもつよう意図されている。第一の機能は、使用早期におけるヒドロゲルコアの膨張の開始を遅らせ、これにより、浸透させた避妊剤を後期段階での放出まで保持することである。第二に、ヒドロゲルコアからの薬剤のバースト放出は周知の現象であるが、ヒドロゲルコアに組み込まれた薬剤の放出が「スムーズ化」されるよう、シース材料によりバースト放出を制限することができる。第三の機能として、シース材料は初期段階のグルコン酸第一鉄放出の放出源となる。シース材料は、初期段階でのグルコン酸第一鉄の放出、ならびにコアからの同剤の放出の遅延および抑制に使用されるため、高い疎水性および／または密なメッシュ構造をもった生分解性の合成生体材料を使用した。コア−シース設計は組み込まれた精子抑制剤を所望の期間にわたって持続的に放出すると予測され、事実そのとおりの観察結果が得られた。マルチコア−シース設計などの種々のコア−シース設計コンセプトの組合せを用いることにより、幅広い放出特性を得ることが可能であり、かつ、特定の臨床の必要性に適合させることが可能であった。これには種々の使用期間が含まれる。例えば、３〜７日間という短期間の避妊用、または月経全周期（２８日間）の抗ウイルス、抗ＳＳＴ、および避妊用などである。
【００４８】
第三世代の生分解性ヒドロゲルのコアには、デキストラン−ＰＬＡからなる三次元ヒドロゲルネットワークを使用した（Ｐａｒｋら， 「薬物送達用の生分解性ヒドロゲル（Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ）」， Ｔｅｃｈｎｏｍｉｃ （１９９３）、参照として本明細書に完全に組み入れられる）。デキストランおよびＰＬＡはいずれもＦＤＡの認可を受けた生体材料であり、したがって確実な生体適合性が期待でき、開発費用を抑制でき、かつ、製品を迅速に臨床試験に供することが可能となる。本発明の技術は、相分離が生じないよう、デキストランのような天然の生分解性ポリマーとＰＬＡのような合成の生分解性ポリマーの利点を組合せるものであり、その結果、組み込んだ生化学薬剤の放出はより良好かつより予測可能なものとなる。ＰＬＡ（疎水性成分として）に対するデキストラン（親水性成分として）の組成比率を制御することにより、幅広い膨張特性（すなわち、幅広い薬物放出特性）、種々の程度の疎水性、および孔径０．１μ〜６００μの三次元多孔性ネットワークを得ることができる。
【００４９】
第三世代の器具を５種類（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＤＡ）を開発した。これらの相違点は、シース材料の数および種類、浸透させたグルコン酸第一鉄の濃度、およびＬ−アスコルビン酸の使用または不使用である。５種類すべてにおいて同じヒドロゲルコアを使用した。試料Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＤＡの組成は以下のとおりである。
【００５０】
試料Ａのコアは、グルコン酸第一鉄を２％（重量比）含むデキストラン−Ａｌヒドロゲルで作製した。内側の第一シースはグルコン酸第一鉄（ポリマーの重量比７３．８％）を含む、ε−カプロラクトンとＬ−ラクチドとのコポリマーで作製した。第二のシースは、所定量のグルコン酸第一鉄を含むポリ−ε−カプロラクトンで作製した。
【００５１】
試料Ｂのコアも、試料Ａと同様グルコン酸第一鉄を２％（重量比）含む同じヒドロゲルとした。内側の第一層は、所定量のグルコン酸第一鉄を含むポリ−ε−カプロラクトン／ポリ−Ｌ−ラクチドコポリマーで作製した。第二層は、所定量のグルコン酸第一鉄を含むポリ−ε−カプロラクトン・ホモポリマーとした。第三層は、グルコン酸第一鉄を含まないポリ−ε−カプロラクトン／ポリ−Ｌ−ラクチド／ポリエチレングリコール・コポリマーで作製した。
【００５２】
試料Ｃのコアも、試料Ａと同様グルコン酸第一鉄を２％（重量比）含む同じヒドロゲルとした。内側の第一シースは、所定量のグルコン酸第一鉄を含むポリ−ε−カプロラクトン／ポリ−Ｌ−ラクチド・コポリマーで作製した。第二の内部シースは、所定量のグルコン酸第一鉄を含むポリ−ε−カプロラクトン・ホモポリマーとした。
【００５３】
試料Ｄのコアも、試料Ａと同様グルコン酸第一鉄二水和物を２％（重量比）含む同じヒドロゲルとした。このコアを以下の４層の生分解性ポリマーでコーティングした。第一層は所定量のグルコン酸第一鉄を含むポリ−Ｄ−Ｌ−ラクチド・マクロマーとした。第二層は所定量のグルコン酸第一鉄を含むポリ−ε−カプロラクトン／ポリ−Ｌ−ラクチド／ポリエチレングリコール・コポリマーとした。第三層は所定量のグルコン酸第一鉄を含むポリ−ε−カプロラクトン／ポリ−Ｌ−ラクチド・コポリマーとした。第四層もポリ−ε−カプロラクトン／ポリ−Ｌ−ラクチド・コポリマーとしたが、グルコン酸第一鉄を浸透させなかった。
【００５４】
第三世代器具の最初の４試料のグルコン酸第一鉄放出特性を図５〜８に示す。図５の試料Ａおよび図６の試料Ｂは８日間にわたって有効な精子抑制活性を示した。したがってこれらの試料は１週間用の避妊器具としては候補となる。しかし、２８日間にわたる長期の持続放出には不十分である。
【００５５】
図７の試料Ｃおよび図８の試料Ｄは１６日間にわたって良好な日次放出率でグルコン酸第一鉄を放出し、かつ、マトリックスはそれぞれ約３３％および４２％の生分解性を示した。表３に、放出率を各マトリックスの重量変化として示す。しかし、３つの世代の全マトリックスのなかで最も良好な持続的制御放出を示したのは試料Ｄであり、試験した他のマトリックスよりも長い期間にわたって有効に精子抑制剤を送達できる可能性があると考えられた。
【００５６】
【表３】マトリックスＣおよびＤの重量の変化
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【００５７】
試料ＤＡのコアも、試料Ｄと同様グルコン酸第一鉄を２％（重量比）含む同じヒドロゲルとした。さらに、このヒドロゲルコアに、所定量のＬ−アスコルビン酸、光重合開始剤である２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、およびＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミドも添加した。内側の第一層の組成は、ポリ−Ｄ−Ｌ−ラクチド・マクロマー、グルコン酸第一鉄、Ｌ−アスコルビン酸、光重合開始剤２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、およびＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミドとした。第二の内部シースは、ラクチド／カプロラクトン／エチレンオキシド・コポリマー、ならびに、所定量のグルコン酸第一鉄、Ｌ−アスコルビン酸、およびクロロホルム（重量比６％）で作製した。第三層はラクチド／カプロラクトン・コポリマー、ならびに、グルコン酸第一鉄、Ｌ−アスコルビン酸、およびクロロホルム（重量比６％）で作製した。試料ＤＡはグルコン酸第一鉄およびアスコルビン酸により着色された。毎日、マトリックスＤＡからの溶出液中のグルコン酸第一鉄およびアスコルビン酸を前述のように分析した。その結果をそれぞれ図９および図１０に示す。表２に、精子抑制効果および頚管粘液の粘度上昇効果を示す。試験期間は、精子抑制活性については１１日間、頚管粘液の粘度上昇については１５日間とした。図１１に示すように精子抑制効果は１０秒以内となり、図１２に示すように溶出液のｐＨは５〜６で安定した。鉄とアスコルビン酸との組合せが有効な精子抑制剤としての可能性を持つことが明らかになった。
【００５８】
実施例４．酸性度に富む生分解性生体材料の酸性度の試験
本実施例は、酸性度に富む本発明の生分解性生体材料が、精子抑制剤の制御送達用の賦形剤としてだけでなく、精子抑制活性を増強するために周囲の媒質を酸性にする酸供与体として機能しうるかを決定することを目的として実施した。精子抑制効果を増強するため、反応条件を変えることによって遊離型のＣＯＯＨ基の数を変更して好ましい酸性環境を形成することが可能であった。この予備研究では、固定量のデキストラン−マレイン酸のヒドロゲルおよびコポリ（エステルアミド）をそれぞれ別々に蒸留水に浸漬し、長時間にわたって水のｐＨを測定した。表４にその結果をまとめた。
【００５９】
【表４】酸性度に富む生分解性生体材料の存在下における水性溶媒のｐＨの変化
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【００６０】
これらのデータから、本発明の生分解性生体材料は本提案のヒドロゲルコアおよび／またはヒドロゲルシースの材料として使用できるだけでなく、精子の運動性を阻害する適切な酸性環境を提供できるという利点も持ちうることが明らかになった。
【００６１】
実施例５．ウサギ精子不動化のインビトロ試験
グルコン酸第一鉄およびアスコルビン酸を浸透させたヒドロゲルＤＡの溶出液がインビトロのウサギ精子に与える精子抑制効果を調べた。ウサギ精子は射精液の回収日と同一日に使用する必要があったため、連続５日の日毎の溶出液で分析を行った。計数効率が約５０ｘ１０６／ｍｌになるよう、ウサギ精液をリン酸緩衝生理食塩水で３倍に希釈した。溶出液２０ μｌを希釈精液２０ μｌと混合した。第１日および第３日の溶出液では、希釈度１：３まで、全精子がただちに不動化され、振動がみられた。第４日の希釈液でも不動化が生じ、振動または震えが観察されたが運動は観察されなかった。第５日の希釈液では不動化の生じる速度が低下し、かつ、振動または震えを示す精子の数が増加した（最大１０％）。
【００６２】
実施例６．インビボのウサギ精子機能に対する避妊用コア−シース・マトリックスの効果の評価
第１日に、発情発見用（ｔｅａｓｅｒ）の雄性ウサギを用いて発情期の雌性ウサギを選択した。前述のマトリックス試料ＤＡに相当する避妊用コア−シース・マトリックスを浸透させたヒドロゲルを、太い精液注入用ピペットで午前１１時に膣前部に挿入した。この発情期の雌性ウサギを、生殖能力が確認された雄と約６時間後（午後５時頃）に交尾させ、次に、排卵を確実にするため耳静脈からヒト絨毛膜性生殖腺刺激ホルモン（ｈＣＧ）５０ ＩＵを静注投与した。
【００６３】
既報のように交尾／射精から５分後に、確実な受精を起こすのに十分なだけの精子の機能的母集団がウサギの子宮頚内で確立された（Ｂｅｄｆｏｒｄ， 「ウサギにおける交尾後の精子の子宮頸への移動速度（Ｔｈｅ Ｒａｔｅ ｏｆ Ｓｐｅｒｍ Ｐａｓｓａｇｅ Ｉｎｔｏ ｔｈｅ Ｃｅｒｖｉｘ Ａｆｔｅｒ Ｃｏｉｔｕｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｒａｂｂｉｔ）」， Ｊ． Ｒｅｐｒｏｄ． Ｆｅｒｔｉｌ． ２５：２１１−２１８ （１９７１）、参照として本明細書に完全に組み入れられる）。しかし、この試験の目的に照らして、避妊用ゲルを使用した雌の腟内における残留精子母集団の交尾後評価は射精から約３０分後に実施した。これは、人工授精の場合と同様の方式で人工授精用ピペットを子宮頸まで挿入し、次に膣前部の内容物を吸引することによって行った。吸引した内容物を位相差顕微鏡で観察して精子の運動性の割合％および質を決定した。すべての精子が１００％不動化されていた。
【００６４】
第２日に同じ雌を再び交尾させ、交尾後に膣内容物を調べた結果、１００％の精子が不動化されていた（死滅していた）。交尾後の膣管内のｐＨは５．０であった。膣組織の炎症はみとめられなかった。膣管から採取した精子を復活させるため、ＨＥＰＥＳで緩衝した改変ヒト卵管液（アービン・サイエンティフィック（Ｉｒｖｉｎｅ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）， カリフォルニア州Ｓａｎｔａ Ａｎａ）に入れて３７℃でインキュベートしたが、復活した精子はなかった。このことから、この避妊用コア−シース・マトリックスにより精子の完全な不動化が得られることが確認された。
【００６５】
ウサギでは妊娠が１０日目から触知可能になるため、交尾させた雌の妊娠を試験の第１１日から検査した。最初の交尾から２１日目まで妊娠の成立はなかった。このことから、精子抑制剤／殺精子剤を含む本発明のマトリックスの避妊効果が示された。
【００６６】
実施例７．２つのヒドロゲルコアを有する器具
この設計では、生分解性の疎水性ポリマーシースの複数の層により隔てられた２つのヒドロゲルコアを使用する。内側のコアの目的は、浸透させた薬剤の使用後期における持続的放出を助けることにある。外側のコアは、使用中期における精子抑制剤の放出を向上させるために使用する。外側および内側のコアは、同じヒドロゲルもしくは異なるヒドロゲルで作製してもよく、または、同じヒドロゲル前駆物質だがＤＳが異なる、すなわち三次元ネットワーク構造の集密度が異なるヒドロゲル前駆物質で作製してもよい。長くかつより持続的な放出を実現するには、より密な三次元ネットワーク構造、すなわち高いＤＳを要する。２つのコアを隔てる絶縁材料には前述のシース材料を使用する。これらのシース材料には異なる濃度の精子抑制剤を浸透させる。シース層の数および厚さには複数の選択肢がある。シース層を少なくおよび／または薄くすると、組み込まれた精子抑制剤の放出が加速されると予測される。
【００６７】
実施例８．５つのヒドロゲルコアを有する器具
この設計では、所望の放出期間をより正確で明確な５つの段階、すなわち、早期、早〜中期、中期、中〜後期、および後期に分ける。このように放出期間を明確に分割することにより、各ヒドロゲルコアに組み込んだ精子抑制剤、殺精子剤、および抗感染剤をよりスムーズかつより持続的に放出できるような、放出特性の微調整が可能となる。最も内側の層は後期、内側から２番目の層は中〜後期の放出に、という順で使用され、最も外側の層が早期の放出に使用される。これらのヒドロゲルコアは、２つのヒドロゲルコアを有する設計と同様の様式でシース材料により隔てられる。
【００６８】
以上、好ましい態様を詳細に記述および説明したが、当業者には、本発明の精神から逸脱することなく種々の改変、追加、および置換等が行われうること、ならびに、したがってそれらは添付の特許請求の範囲により定義される本発明の範囲内に入ると考えられることが理解されるものと思われる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ〜Ｃ】本発明の器具がとりうるいくつかの物理的構成を示した図である。図１Ａは滑らかな外表を持つリングとして構成した本発明の器具である。図１Ｂは大きく回旋した外表を持つリングとして構成した本発明の器具である。図１Ｃは中程度に回旋した外表を持つリングとして構成した本発明の器具である。
【図２】塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、および硫酸第一鉄（ＦｅＳｏ４）が精子の運動性に与える影響を示した図である。
【図３】硫酸銅およびグルコン酸第一鉄二水和物がインビトロで精子の運動性に与える影響を示した図である。
【図４】アルブミン存在下において１２．５ ｍＭグルコン酸第一鉄が精子の運動性に与える影響を示した図であり、２．５％デキストランを添加した場合としない場合とについてアルブミン濃度を漸増させて測定した結果を示す。
【図５】マトリックス試料Ａからのグルコン酸第一鉄の放出および精子抑制効果（秒）の２０日間の日次変動を示した図である。
【図６】マトリックス試料Ｂからのグルコン酸第一鉄の放出および精子抑制効果（秒）の２０日間の日次変動を示した図である。
【図７】マトリックス試料Ｃからのグルコン酸第一鉄の放出および精子抑制効果（秒）の１６日間の日次変動を示した図である。
【図８】マトリックス試料Ｄからのグルコン酸第一鉄の放出および精子抑制効果（秒）の１６日間の日次変動を示した図である。
【図９】ヒドロゲルマトリックス試料ＤＡからのグルコン酸第一鉄の放出の２２日間の日次変動を示した図である。
【図１０】ヒドロゲルマトリックス試料ＤＡからのアスコルビン酸の放出の２１日間の日次変動を示した図である。
【図１１】ヒドロゲルマトリックス試料ＤＡの溶出物の精子抑制効果の１１日間の日次変動を示した図である。
【図１２】ヒドロゲルマトリックス試料ＤＡの溶出物のｐＨの１１日間の日次変動を示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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