(57)【要約】  本発明は、生物によって吸収される生物学的に活性な物質の百分率に関して有効な送達を得ることを可能にする上記生物学的に活性な物質の制御送達のためのシステムを得る方法に関する。より詳細には、本発明は、内部的には運搬されるべき生物学的に活性な物質に、また外部的には標的細胞（例えば、腸細胞）との相互作用に適応することができ、したがって、上記生物学的に活性な物質の送達モードを最適化する所望の形状およびサイズを有する実質的に平行六面体形状を有する構造中に、生物学的に活性な物質が封入される制御送達システムを得ることからなる方法に関する。好適には、本発明による方法は、ナノメートルサイズ、マイクロメートルサイズまたはより大きいサイズを有する平行六面体構造を創出することを可能にし、それにより、このようにして得られる制御送達システムを、イオン、分子および高分子を含む多種多様な生物学的に活性な物質に適するものにする。【選択図】図５
2018505217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物学的に活性な物質の制御送達のためのシステムを得る方法であって、少なくとも：
−１つまたは複数のアルギン酸塩を供給するステップと；
−前記１つまたは複数のアルギン酸塩を、酸性媒質中での加水分解プロセスに付すステップと；
−官能基で置換されたセルロースに由来するモノマーまたはポリマーを添加するステップと；
−前記生物学的に活性な物質を添加するステップと；
−重合剤を添加して、重合を実行するステップと；
−重合剤を伴ってマンノースを添加するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
ゲル化剤が添加される安定化ステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
グルコノラクトン、ジステアリン酸メチルグルコース、ガラクトース、グルコン酸、グルコン酸塩、グルコン酸エステルまたはそれらの組合せを含む群から選択される１つまたは複数の物質が添加されるステップをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記酸性媒質中での加水分解プロセスが、有機または無機多塩基酸を添加することによって実行される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記多塩基酸が、リン酸である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記多塩基酸が、乳酸である、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記重合剤が、二価イオン、好ましくはカルシウムイオン（Ｃａ２＋）である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ゲル化剤が、多糖類、好ましくはイヌリンもしくはセルロースおよび／またはその誘導体である、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記生物学的に活性な物質が、イオン、分子または高分子として供給される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記生物学的に活性な物質が、イオンとして供給され、前記生物学的に活性な物質を分離および選択するステップが、前記生物学的に活性な物質を添加する前記ステップの前に提供される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
生物学的に活性な物質の制御送達のためのシステムであって、少なくとも下記の：
−１つまたは複数のアルギン酸塩の酸加水分解生成物のポリマー鎖によって形成される一対の平坦でかつ平行した構造と；
−前記平坦でかつ平行した構造間に、前記平坦でかつ平行した構造の平面に垂直な軸に沿って実質的に配置される、官能基で置換されたセルロースに由来するモノマーまたはポリマーによって形成される架橋と；
−前記平坦でかつ平行した構造に、および前記架橋に実質的に垂直である方向で配置されるマンノースと
を含む実質的に平行六面体形状の構造を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１２】
前記生物学的に活性な物質が、前記実質的に平行六面体形状の構造内部に包埋される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
いくつかの前記実質的に平行六面体形状の構造が、実質的に平行六面体形状の「箱」の１つまたは複数の壁を構築するように配置されて、前記生物学的に活性な物質が、前記実質的に平行六面体形状の「箱」内部に包埋される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
いくつかの前記実質的に平行六面体形状の構造が、前記実質的に平行六面体形状の「箱」の全ての壁を構築するように配置される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記生物学的に活性な物質が、イオン、分子または高分子として供給される、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物学的に活性な物質の制御送達のためのシステムを得る方法に関する。より詳細には、本発明は、生物によって吸収される生物学的に活性な物質の百分率に関して有効な送達を得ることを可能にするシステムを得る方法に関する。
【０００２】
本発明はさらに、上記方法に従って作製される生物学的に活性な物質の制御送達のためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
経口経路を通して摂取される薬物、栄養補助食品等などの生物学的に活性な物質は、公知であり、非常に広範囲にわたる。
かかる生物学的に活性な物質が効果を適切に発揮するためには、それらは所望の量で消化管のまたは標的器官の所望の部分に到達しなければならない。
【０００４】
その作用のために所望の部位に放出される生物学的に活性な物質の量は、投与量、吸収速度、および身体におけるかかる吸収の分布に依存し、その効果は、生物学的に活性な物質の濃度が、排泄および代謝のために最小閾値未満に低下すると終わる。
【０００５】
特に、消化管の最初の部分（口腔、食道、胃）を通過する間に、腸管においてのみ生物に送達され得るように、幾つかの生物学的に活性な物質は完全なままであることが望ましい。
【０００６】
生物学的に活性な物質は、単独ではあまり投与されない。むしろ、それらは、生物学的に活性な物質（または場合によっては生物学的に活性な物質の組合せ）の他に、生物学的に活性な物質の調製および投与を容易にする機能、そのバイオアベイラビリティを促進する機能、それを劣化から防御する機能などを含む種々の機能を有することができる１つまたは複数の賦形剤を含む製剤の形態で、通常投与される。
【０００７】
特に、賦形剤は、生物学的に活性な物質の吸収の速度および量に潜在的に影響を与え得る。例えば、非毒性の生体適合性ポリマーは、生物学的に活性な物質の送達に影響を与えるための賦形剤として使用することができる。
【０００８】
この目的のためのアルギン酸塩の使用は、従来技術で広まっている。アルギン酸塩は、天然多糖類ならびにポリマー鎖中にブロックで配置されるＧ基（グルロン酸）およびＭ基（マンヌロン酸）で構成される直鎖状ポリマーであるアルギン酸の塩である。
【０００９】
【化１】
2018505217.tif 000003
【００１０】
ＧブロックとＭブロックとの間の比率は、アルギン酸塩が由来する供給源に応じて変化し得る。
アルギン酸およびアルギン酸塩の水和は、膨張および高粘性ゲルの形成を引き起こして、それらが生物学的に活性な物質の制御送達のためのシステムにおいて有意な役割を果たすことを可能にする。
【００１１】
実際に、製剤が、生物学的に活性な物質を含有するコアおよびアルギン酸塩を含有する外側コーティングを含む場合、アルギン酸塩がひとたび水和されると、それらは、生物学的に活性な物質と生物の間にバリアを形成して、したがって、上記生物学的に活性な物質の制御送達を可能にする。
【００１２】
生物学的に活性な物質の送達は、ポリマーマトリックスの膨張による上記物質の拡散によって、およびマトリックスの外縁での溶解／侵食のプロセスによって、実際に調節される。
【００１３】
特に、アルギン酸塩を含有するポリマーマトリックスは、胃を通過する間に完全なままであり、腸管に送達されなければならない生物学的に活性な物質のための賦形剤として有用であると証明されている。
【００１４】
しかしながら、膨張および溶解／侵食のプロセスは、非常に複雑であり、それにより、再現性があり、かつ予測可能な動態を有する生物学的に活性な物質の送達を得ることが、極めて困難になっている。
【００１５】
従来技術によれば、生物学的に活性な物質を含有する製剤が、球体または「ビーズ」の形態で供給され、それによって、生物学的に活性な物質のコアが、一様な厚さを有するバリア内に封入されるという事実によって、この問題は悪化する。
【００１６】
生物学的に活性な物質が拡散しなければならない一様な厚さを有するバリアの存在は、再現性があり、かつ予測可能な動態を有する送達システムを得ることの困難をさらに増加させる。
【００１７】
さらに、このことが、生物によって実際に吸収される物質の百分率に関して、生物学的に活性な物質の吸収効率が乏しいとのリスクに進展する。
これらの欠点を解決するためには、理論上必要である投与量に関して生物学的に活性な物質の投与量を増加させることが通例である。
【００１８】
しかしながら、この解決策は、特に、望ましくない副作用の発生および／または問題の生物学的に活性な物質に対する不耐性の発現に関して禁忌がないわけではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
したがって、本発明の主な目的は、上述の欠点を克服して、送達の予測可能であり、かつ再現性のある動態を得て、最後には、吸収される物質の百分率に関して上記生物学的に活性な物質の吸収の効率を改善することを可能にする生物学的に活性な物質の制御送達のためのシステムを提供することである。
【００２０】
これらのおよび他の目的は、添付の特許請求の範囲に記載するような生物学的に活性な物質の制御送達のためのシステムを得る方法およびそれらにより得られる制御送達システムを用いて達成される。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の基本概念は、生物学的に活性な物質が、実質的に球体形状を有するポリマーマトリックス中に封入される代わりに、実質的に平行六面体（ｐａｒａｌｌｅｐｉｐｅｄ）形状を有する構造中に封入される制御送達システムを得ることである。
【００２２】
換言すると、生物学的に活性な物質を含有するコア周囲に実質的に球体のマトリックスを形成するのに適したポリマーは使用されず、生物学的に活性な物質が導入される実質的に平行六面体（または立方体）構造または「箱」の壁を形成するのに適したポリマーが使用され、上記構造または「箱」のサイズは、その中に含まれるべき物質に従って調節可能である。
【００２３】
本発明によれば、この構造または「箱」は、製剤が所望の送達部位に到達すると生物学的に活性な物質を即座に利用可能にするように、１つまたは複数の壁が開放するよう考案され、したがって、吸収される物質の百分率に関して上記生物学的に活性な物質の吸収の効率を改善する。
【００２４】
特に、上記構造または「箱」は、ｐＨなどの予め設定されたパラメーターが、既定値に到達すると開放するよう考案され得る。あるいは、それは、貧食されて、細胞質で開放するように考案され得る。
【００２５】
例として、構造または「箱」は、胃の通過中に生物学的に活性な物質を防御するように、酸性ｐＨ条件下では閉じたままであり、中性ｐＨ条件下では、それが腸に到達するとすぐ、開放して、物質を生物に利用可能にすることを提供することが可能である。
【００２６】
本発明の発明原理は、特許請求するような制御送達システムを得る方法を実行することによって機能させることができ、この方法は本質的に、同様にポリマーを用いて作製される架橋によって互いに結合されて、平行六面体形状を有する三次元構造を得ることを可能にする複数の相互に平行した平坦なポリマー構造を形成することを提供する。
【００２７】
平行六面体形状を有するこの三次元構造は、単独で生物学的に活性な物質の制御送達のためのシステムを形成することができるか、または、それは、生物学的に活性な物質を受容する「箱」の１つまたは複数の、好ましくは全ての壁を形成するのに使用することができ、これも、実質的に平行六面体形状を有する。
【００２８】
上記平坦な平行したポリマー構造は、アルギン酸塩または類似の多糖類と適切な多塩基酸（無機または有機のいずれか）との酸加水分解によって得ることができるのに対して、架橋は、１つまたは複数の官能基で置換されたセルロースの、もしくは類似した多糖類のモノマーまたはポリマーによって得ることができる。
【００２９】
本発明による方法は、所望の形状およびサイズを有する構造または「箱」を作製することを可能にし、それは、内部的には運搬されるべき生物学的に活性な物質に、また外部的には標的細胞（例えば、腸細胞）との相互作用に適応することができ、したがって、吸収もしくは細胞間隙経路の通過の、または吸収時の即座の使用のより大きな可能性を伴って、運搬される物質を生物学的に利用可能にする。
【００３０】
これにより、生物学的に活性な物質の投与量の増加を回避すること、吸収をより良好に調節すること、薬物動態および薬力学を改善すること、したがって、副作用の危険性を低減させると同時に、生物学的に活性な物質の作用の効率を改善することが可能となる。
【００３１】
好適には、本発明による方法は、任意のサイズ、特にナノメートルサイズ、マイクロメートルサイズもしくはより大きいサイズの構造または「箱」を作製することを可能にする。好適には、これは、生物学的に活性なイオン、分子または高分子の制御送達のためのシステムを得る本発明の方法を使用することを可能にする。
【００３２】
本発明の特徴および利点は、添付の図面を参照して、非限定的な例として付与される下記の本発明の好ましい実施形態の詳細な説明からより明らかとなる：
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による生物学的に活性な物質の制御送達のためのシステムを得る方法の主なステップを示すブロック図である。
【図２ａ】図２ａは、加水分解ステップ中の多塩基酸の作用を示す図である。
【図２ｂ】図２ｂは、得られる構造を示す図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明による方法によって得ることが可能な種々のサイズの構造または「箱」を示す電子顕微鏡画像である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明による方法によって得ることが可能な種々のサイズの構造または「箱」を示す電子顕微鏡画像である。
【図３ｃ】図３ｃは、本発明による方法によって得ることが可能な種々のサイズの構造または「箱」を示す電子顕微鏡画像である。
【図３ｄ】図３ｄは、本発明による方法によって得ることが可能な種々のサイズの構造または「箱」を示す電子顕微鏡画像である。
【図４】図３ａ〜図３ｄの構造または「箱」の開放および生物学的に活性な物質の送達後の残留セルロース構造を示す図である。
【図５】図１の方法によって得ることが可能であり、ナノメートルサイズを有する生物学的に活性な物質に適した制御送達システムの構造を図式的に示す図である。
【図６】図１の方法によって得ることが可能であり、マイクロメートルサイズまたはより大きいサイズを有する生物学的に活性な物質に適した制御送達システムの構造を図式的に示す図である。
【図７】本発明による方法の適用例において得ることが可能な構造または「箱」の三次元構造を図式的に示す図である。
【図８ａ】図８ａは、本発明による制御送達システムによって送達される生物学的に活性な物質の同化を示す図である。
【図８ｂ】図８ｂは、本発明による制御送達システムによって送達される生物学的に活性な物質の同化を示す図である。
【図８ｃ】図８ｃは、本発明による制御送達システムによって送達される生物学的に活性な物質の同化を示す図である。
【図８ｄ】図８ｄは、本発明による制御送達システムによって送達される生物学的に活性な物質の同化を示す図である。
【図８ｅ】図８ｅは、本発明による制御送達システムによって送達される生物学的に活性な物質の同化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
最初に図１を参照すると、生物学的に活性な物質の制御送達のためのシステムを得る本発明の方法の主なステップが、ブロック図の形態で示される。
上記方法の第１のステップでは、アルギン酸塩または類似した多糖類が、酸性環境中で加水分解プロセスに付される。
【００３５】
驚くべきことに、本出願人は、多塩基酸、より詳細にはリン酸を使用することによって、アルギン酸塩の加水分解のステップの最後に、実質的にシートの形態で平坦な構造を形成し得るポリマー鎖を得ることが可能であることを見出した。
【００３６】
リン酸の代わりに、無機または有機のいずれかの他の多塩基酸、例えば乳酸を使用することが可能である。
方法のこの第１のステップの結果は、出発アルギン酸塩のみに強力に依存するのではなく、加水分解プロセスが、特に温度に関して実行される条件ならびにプロセス自体のタイミングにも強力に依存している。
【００３７】
本発明の好ましい実施形態では、加水分解プロセスは、１２〜７０℃の、好ましくは３７〜６５℃の範囲の温度で、１時間〜７８時間、より好ましくは、１０時間〜２６時間の範囲の時間、実行される。
【００３８】
図２ａは、Ｇ基およびＭ基の結果として生じる分離を伴う、５０℃で２４時間のリン酸を用いたアルギン酸塩の解重合の反応を図式的に示す。
図２ｂは、リン酸を用いたアルギン酸塩の加水分解から生じるＧ基およびＭ基の平坦な構造または「シート」を図式的に示す。好適には、リン酸（または別の多塩基酸）を使用することによって、活性な物質が導入される平行六面体構造または「箱」の平行した壁を形成する平坦な鏡面構造を得ることが可能である。本発明による方法の第２のステップでは、官能基で置換されたセルロースもしくは類似した多糖類のモノマーまたはポリマーが添加され、この添加は、加水分解の結果として形成されたアルギン酸塩のＧブロックとＭブロックとの間の結合の形成中に空間中に続く構築が配向されることを確実にする目的を有する。
【００３９】
特に、本発明の好ましい実施形態では、このステップにおいて、官能基で置換されたセルロースは、モノマーまたはポリマー、特にダイマーに切断され、上記セルロースモノマーまたはダイマーは、上記シート様構造を形成するアルギン酸塩のＧブロックおよびＭブロックの鎖を連結するため架橋を形成する。
【００４０】
本発明による方法で使用することができる官能基で置換されたセルロースのモノマーおよびポリマーの中でも、ヒドロキシエチルセルロース、メチルエチルセルロース、メチルセルロースおよびプロピルセルロースのモノマーならびにポリマーを、非限定的な例として挙げることができる。
【００４１】
図３ａ〜図３ｄは、ヒドロキシエチルセルロースが出発アルギン酸塩に添加された本発明の実施例に関する電子顕微鏡画像である。
特に図３ａ〜図３ｂの比較から、出発アルギン酸塩、アルギン酸塩とヒドロキシエチルセルロースとの間の比、および反応温度を変化させることによって、種々のサイズの構造または「箱」をどのように得ることができるかが理解され得る。
【００４２】
本発明による方法の第３のステップでは、制御送達システムによって運搬されるべき生物学的に活性な物質、例えば薬物が導入される。
生物学的に活性な物質は、表面電荷に起因して、Ｇ基およびＭ基ならびにセルロース架橋の予め提供されている構造に構築される。
【００４３】
この目的で、生物学的に活性な物質の表面電荷が非局在化されることが、重要である。
上記で予想されるように、図３ａ〜図３ｄからも十分明らかであろうように、本発明による方法は、非常に様々なサイズ、特にナノメートルサイズ、マイクロメートルサイズもしくはより大きいサイズの構造または「箱」を形成することが可能であるため、上記生物学的に活性な物質は、イオン、分子または高分子の形態で存在し得る。
【００４４】
必要に応じて、例えば、生物学的に活性な物質がイオンである場合、上記生物学的に活性な物質を導入するステップに先行して、上記物質の分離および選択のステップを行うことができる。
【００４５】
例えば、生物学的に活性な物質がカルシウム塩として供給されるカルシウムイオンである場合、イオン、即ち生物学的に活性な成分のみが平行六面体構造に組み込まれるように、分子の残部からイオンを分離および選択する予備ステップが行われる。
【００４６】
本発明による方法の第４のステップでは、適切な重合剤を添加することによって、先の加水分解ステップから得られる生成物の重合を行う。
本発明の好ましい実施形態では、二価イオン、特にカルシウムイオン（Ｃａ２＋）が、重合剤として使用される。
【００４７】
アルギン酸塩の重合のためのカルシウムイオンの使用は、公知である。
しかしながら、従来技術によれば、カルシウムイオンを用いたアルギン酸塩の重合は、常に球体構造を生成する。
【００４８】
本発明による方法では、代わりに、酸加水分解の先のステップおよび「型」として作用するセルロース形態の続く添加の結果、重合ステップは、実質的にシートの形態で、アルギン酸塩のＧブロックおよびＭブロックの鎖ならびにそれらの間に挿入されるセルロース架橋で構成される平坦な構造を生成する。
【００４９】
したがって、本発明の方法では、カルシウムイオンまたは類似の二価イオンの添加は、消化反応を阻止して、同時に構造または「箱」の壁のサイズ、特にその厚みを変更させる機能を有する。
【００５０】
本発明による方法の第５のステップでは、式
【００５１】
【化２】
2018505217.tif 000004
【００５２】
を有するマンノースが導入される。
マンノースは、生物学的に活性な物質を封入する構造の、または「箱」の三次元構造を完成させる。
【００５３】
マンノースが、外側環境の条件に応じて閉じた形態から開いた形態にまでシフトすることが可能であるという事実が原因で、この能力を、生物学的に活性な物質を外側環境から防御するため、または、むしろ、それを従来技術による球体形状を有する制御送達構造を用いた場合よりも有効な方法で生物にとって利用可能なものにするため、利用することが可能である。
【００５４】
マンノースを、類似した物質で置き換えられてもよいことは明らかであるが、但し、これも、閉じた形態から開いた形態までシフトすることが可能である場合に限る。
本発明の制御送達システムが、平行六面体構造または「箱」として供給される事実に起因して、マンノースのこの特性を利用することができることは、さらに明らかである：このようにして、閉じた形態から開いた形態までシフトさせることによって、マンノース（「ヒンジ」として作用する）は、構造または「箱」の壁の開放および生物学的に活性な物質の送達を可能にする。この結果は、マンノースを伝統的な送達システムに単に添加することによって、達成させることはできない。
【００５５】
このように、本発明による方法は、周囲環境の条件、例えば、ｐＨ値に応じて、開放させて、マンノースおよびシステムにより運搬される生物学的に活性な物質を送達することができる制御送達システムを得ることを可能にする。
【００５６】
特に、本発明による方法の好ましい実施形態では、マンノースは、酸性ｐＨの存在下では閉じた形態を保持し、中性ｐＨの存在下では開いた形態にシフトする。
このように、好適には、生物学的に活性な物質は、胃管を完全なままで通過して（閉じた「箱」によって防御される）、ｐＨの上昇が、マンノースを閉じた形態から開いた形態までシフトさせるとすぐに、腸に送達させることができる。
【００５７】
図４は、中性ｐＨの存在下では本発明の構造または「箱」の分解を示し、セルロース骨格のみを残している電子顕微鏡画像である。上述するように、本発明による方法は、多種多様な生物学的に活性な物質に適応することが可能な種々の構造を創出することを可能にする。
【００５８】
特に、ナノメートルサイズ、マイクロメートルサイズまたはより大きいサイズの構造を創出することが可能である。ナノメートルサイズを有する生物学的に活性な物質の場合、アルギン酸塩のＧブロックおよびＭブロックの鎖ならびにそれらの間に挿入されるセルロース架橋で構成される一対の平坦な構造によって形成される構造が、それ自体、生物学的に活性な物質が含有される制御送達システムを構成する。
【００５９】
代わって、マイクロメートルサイズまたはより大きいサイズを有する生物学的に活性な物質の場合、アルギン酸塩のＧブロックおよびＭブロックの鎖ならびにそれらの間に挿入されるセルロース架橋で構成される平坦な構造の対によって形成される構造は、順に実質的に平行六面体形状を有する「箱」の１つまたは複数の壁、好ましくは全ての壁を提供するのに使用され、生物学的に活性な物質は、上記壁によって規定される上記「箱」に導入される。
【００６０】
上述の方法を用いて、方法条件を変更させることによって、ナノメートルサイズ、マイクロメートルサイズもしくはより大きいサイズの構造または「箱」を創出することが可能である。
【００６１】
例えば：
−ナノメートルサイズを有する構造を創出するために、酸性濃度を一定に維持しながら、非常に少量のセルロースを添加することによって、加水分解ステップの時間および温度を変更させることが可能であり、その結果、弱陽性はまたは汎陽性表面電荷を有する一価、二価および三価金属イオンまたは小分子との静電相互作用を有する溶媒和物を含有する１〜１００ｎｍの小さい平行六面体を形成するように、分子が構築されるようになってきた；
−マイクロメートルサイズの構造を創出するために、酸性濃度を一定に維持しながら、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）としてまたはメチルエチルセルロース（ＭＥＣ）として、種々の量のセルロースを添加することによって、およびそれらの酸化部位を防御することによって、有機高分子、同様に酸素反応性高分子を含有する可能性を伴って、最大２〜４μｍのサイズのポリマーシートを支持するための骨格またはフレームとして作用するのに適したその形状を変化させることによって、加水分解ステップの時間および温度を変更させることが可能である；
−マクロサイズを有する構造を創出するために、セルロース−アルギン酸塩複合体の超分子構築は、その壁がセルロース−アルギン酸塩共重合体で作製される管形状の中空構造を形成するように、重合を配向させることによってセルロース方向を規定するための基盤として使用され；構築に進むために、十分に規定された比率でＭｇイオンとＣａイオンとの相互作用が使用されて；この場合に添加されるＭＥＣおよびＨＥＣの量は、微量で、高分子片を分離された状態で保つことを可能にする、グルコノラクトン、およびジステアリン酸メチルグルコースなどのより複雑な糖の添加を要し、したがって運搬されるべき物質の導入に先立って、それらが自己集合するのを防ぐ。
【００６２】
本発明による方法は、例えばイヌリンもしくはセルロースまたはそれらの誘導体などの多糖類などのゲル化剤の添加を含む任意の安定化ステップを、場合によっては含んでもよい。
【００６３】
かかる安定化ステップは、マイクロメートルサイズまたはより大きいサイズを有する生物学的に活性な物質の送達のためのシステムの場合に特に好適である。
さらに、上記方法は、創出された構造または「箱」が防御層を備えている任意のさらなるステップを、場合によっては含んでもよい。上記防御層は、例えば、フルクトース等を添加することによって得ることができる。
【００６４】
最終的に、上記で示すように、大きいサイズの「箱」の場合、本発明による方法は、高分子片を分離された状態で保つために添加剤が添加されるステップを、場合によっては含み、したがって運搬されるべき物質の導入に先立って、それらが自己集合するのを防ぎ、上記添加剤は、グルコノラクトンおよびジステアリン酸メチルグルコースを含む。
【００６５】
グルコノラクトンおよびジステアリン酸メチルグルコースに加えて、またはグルコノラクトンおよびジステアリン酸メチルグルコースに対する代替物として、ガラクトース、グルコン酸、グルコン酸塩、グルコン酸エステルまたはそれらの組合せから選択される化合物を使用することが可能である。
【００６６】
図５は、上述の方法よって得ることが可能であり、特にナノメートルサイズを有する生物学的に活性な物質に適している制御送達システムの構造の例を非常に図式的に示す。
この場合、制御送達システムは、ＧブロックおよびＭブロックのポリマー鎖ならびにそれらの間に挿入されるセルロース架橋の一対のシートを含む構造で構成される。
【００６７】
図５で明らかなように、ＧブロックおよびＭブロックのポリマー鎖は、それ自体を平坦な平行した構造（図５において平面ｘ−ｚ上に配置される）で配置して、カルシウムイオンＣａ２＋の存在に起因して架橋結合を形成する。
【００６８】
ＧブロックおよびＭブロックの構造の中で、上述のポリマー鎖の平面に垂直な軸（図５中のｙ軸）に沿って配置されるセルロースモノマーまたはポリマーの架橋が提供され；特に、図５において、式
【００６９】
【化３】
2018505217.tif 000005
【００７０】
（式中、Ｒ＝Ｈであるか、またはＲ＝ＣＨ２ＣＨ２ＯＨである）
を有するヒドロキシエチルセルロースのモノマーの架橋が提供される。
マンノース（図５では示されない）は、三次元的に（図５におけるｚ軸上に）それ自体を挿入する。したがって、生物学的に活性な物質ＸＸは、三次元「箱様」構造内に封入される。静電相互作用は、ＧブロックおよびＭブロックと上記生物学的に活性な物質との間で、ならびにＧブロックおよびＭブロックとヒドロキシエチルセルロースのモノマーとの間で確立されるようになり、上記相互作用は、開いた形態から閉じた形態までシフトするマンノースによって均衡が保たれる。
【００７１】
続いて、既定の条件で閉じた形態から開いた形態までシフトすることによって、マンノースは、ＧブロックおよびＭブロックのポリマー鎖で構成されるシートの開放を引き起こし、薬物の有効な送達を可能にする。
【００７２】
図６は、代わって、上述の方法によって得ることが可能であり、特にマイクロメートルサイズまたはより大きいサイズを有する生物学的に活性な物質に適している制御送達システムの例を非常に図式的に示す。
【００７３】
この場合、ＧブロックおよびＭブロックのポリマー鎖ならびにそれらの間に挿入されるセルロース架橋の一対のシートを含む構造は、制御送達システムを形成する「箱」が作製される壁それぞれを構成する。
【００７４】
したがって、図６で明らかなように、生物学的に活性な物質ＹＹは、各壁が図５に示される構造を有する上記三次元「箱」内に封入される。
マンノースは、種々の壁の間で端に沿ってそれ自体を挿入し、静電相互作用は、ＧブロックおよびＭブロックと上記生物学的に活性な物質との間で、ならびにＧブロックおよびＭブロックとヒドロキシエチルセルロースのモノマーとの間で確立されるようになり、上記相互作用は、開いた形態から閉じた形態までシフトするマンノースによって均衡が保たれる。
【００７５】
続いて、既定の条件で閉じた形態から開いた形態までシフトすることによって、マンノースは、ＧブロックおよびＭブロックのポリマー鎖で構成されるシートの開放を引き起こし、薬物の有効な送達を可能にする。
【００７６】
生物学的に活性な物質を送達する際に効率を改善することの他に、本発明は、従来技術の方法に関して非常に低い製造コストで、生物学的に利用可能な物質を得ることを可能にする。
【００７７】
さらに、マンノースに関連付けられるアルギン酸塩の使用は、マンノースの周知の抗菌／静菌特性のため、周知のさらなる最終的な効果を有する高品質の最終生成物を生産することを可能する。
適用実施例
本発明による方法の適用の幾つかの実施例を以下に付与する。
【実施例１】
【００７８】
ナノメートルサイズ（５５〜１００ｎｍ）を有する制御送達システムの調製
アルギン酸塩１〜９０グラムを、５〜７０℃にした浸透水（ｏｓｍｏｔｉｚｅｄ  ｗａｔｅｒ）１リットルに添加する。１〜１０時間で完全な溶解に到達する。
【００７９】
続いて、加水分解ステップを始める。リン酸５〜５０グラムを添加して、１〜２６時間、攪拌を実行する。ＨＥＣおよび／またはＭＥＣ  １．５０〜１５００グラムを添加して、ゆっくりと攪拌を実行するが、さらに１〜６０時間激しく攪拌も実行する。４〜２７℃への冷却を行い、ｐＨは、ＮａＯＨを用いて、それを２〜１２まで調節することによって制御される。
【００８０】
続いて、構築ステップを実行する。キラルおよび非キラルＣ２  Ｃ３  Ｃ４上のアルドースエピマー（但しまた同じ特徴を有するケトース）０．０１〜１００グラムを添加する。温度を１〜６０℃に調節して、非常に強撹拌下で１２時間、混合を行う。温度を２〜２９℃に戻す。所望の量の生物学的に活性な物質を添加して、１〜７２℃で、１分〜２４時間の時間、混合を実行する。
【００８１】
一連のハロゲンの陰イオンを有するＣａイオン０．００００１〜１００グラムを添加する；一連のハロゲンの陰イオンを有するＭｇイオン０．００００１〜１００グラムを添加する；一連のハロゲンの陰イオンを有するＳｒイオン０．００００１〜１００グラムを添加する。
【実施例２】
【００８２】
マイクロメートルサイズを有する制御送達システムの調製
加水分解ステップ：リン酸０．００１１〜５０グラムを、種々の形態のアルギン酸ナトリウムおよびカリウムに添加して、１〜５時間、強攪拌を行う；ＨＥＣおよび／またはＭＥＣ  １．５０〜１５００グラムを添加して、ゆっくりと攪拌を行うが、さらに１〜６０時間、激しい攪拌も行う；４〜２７℃への冷却を行い、ｐＨは、ＮａＯＨを用いて、それを２から１２まで調節することによって制御される。
【００８３】
構築ステップ：キラルおよび非キラルＣ２  Ｃ３  Ｃ４上のアルドースエピマー（但しまた同じ特徴を有するケトース）０．０１〜１００グラムを添加する；温度を１〜６０℃に調節して、非常にゆっくりと、混合を実行するが、非常に強攪拌も１２時間実行する；温度を２〜２９℃に戻す；所望の量の生物学的に活性な物質を添加して、１〜７２℃で、１分〜１２時間の時間、混合を実行する；一連のハロゲンの陰イオンを有するＣａイオン０．００００１〜１００グラムを添加する；一連のハロゲンの陰イオンを有するＭｇイオン０．００００１〜１００グラムを添加する；一連のハロゲンの陰イオンを有するＳｒイオン０．００００１〜１００グラムを添加する。
【実施例３】
【００８４】
マクロサイズを有する制御送達システムの調製
多塩基酸５〜５０グラムを、アルギン酸塩０．５〜１００グラムに添加して、ゆっくりと攪拌を実行するが、１〜５時間、激しい攪拌も実行する；ＨＥＣおよび／またはＭＥＣ  １．５０〜１５００グラムを添加して、ゆっくりと攪拌を実行するが、さらに１〜６０時間、激しい攪拌も実行する；グルコノラクトン０．０００１〜９０グラムおよびイヌリン０．０００１〜１００グラムを添加する；４〜２７℃への冷却を行い、ｐＨは、ＮａＯＨを用いて、それを２から１２まで調節することによって制御される；アルドースまたはケトースのダイマー（但しテトラマーも、但しモノマーまたはダイマーのエステルも）は、０．００００１から７０グラムまでの可変量で存在する。
【００８５】
キラルおよび非キラルＣ２  Ｃ３  Ｃ４上のアルドースエピマー（但しまた同じ特徴を有するケトース）０．０１〜１００グラムを添加する；温度を１〜６０℃に調節して、非常に強攪拌下で１２時間、混合を実行する；温度を２〜２９℃に戻す；所望の量の生物学的に活性な物質を添加して、１〜７２℃で、１分〜２時間の時間、混合を実行する；一連のハロゲンの陰イオンを有するＣａイオン０．００００１〜１００グラムを添加する；一連のハロゲンの陰イオンを有するＭｇイオン０．００００１〜１００グラムを添加する；一連のハロゲンの陰イオンを有するＳｒイオン０．００００１〜１００グラムを添加する。
【実施例４】
【００８６】
考え得る中心性二重陰性電荷および４つの側方水素架橋の可能性を有する約４００のダルトンの分子量を有する生物学的に活性な物質の分子の調製
成分：
浸透水                          １０００．０００００グラム
アルギン酸ナトリウム            ２．５００００グラム
リン酸                          １．５００００グラム
水酸化ナトリウム                十分量  ｐＨ  ５．７５
グルコノラクトン                ０．１００００グラム
ヒドロキシエチルセルロース      ０．２００００グラム
イヌリン                        ０．７５０００グラム
ジステアリン酸メチルグルコース  ０．１００００グラム
生物学的に活性な物質            分子量および表面電荷の両方ならびに考え得る立体異性立体配置に応じた％
Ｄ−マンノース                  ０．１７０００グラム
Ｄ−フクルトース                ０．６５０００グラム
水酸化カルシウム                ０．０００１５グラムまたはｐＨ  ６．０２になるまで十分量
無水塩化マグネシウム            ０．０００１５グラム
無水塩化カルシウム              ０．０００１５グラム
調製：
アルギン酸ナトリウム２．５グラムを、４０．３℃にした浸透水１リットルに添加する；１時間で完全な溶解に到達する。
【００８７】
続いて、加水分解ステップを始める。Ｈ３ＰＯ４  １．５グラムを添加して、４時間、強攪拌を行う；２２℃への冷却を行い、ｐＨは、ＮａＯＨを用いて、それを５．７５まで調節することによって制御される。
【００８８】
その後、構築ステップを実行する。グルコノラクトン０．１グラム、ＨＥＣ  ０．２グラム、イヌリン０．７５グラムおよびジステアリン酸メチルグルコース０．１グラムを添加する。温度を４０℃に調節して、１２時間、非常に強撹拌下での混合を行う。温度を２０℃に戻す。生物学的に活性な物質２０グラムを添加して、２２℃で２時間、混合を実行する。マンノース０．１７グラムおよびフルクトース０．６５グラムを添加する。Ｃａ（ＯＨ）２  ０．００００５グラムを添加して、回転の方向を逆転させる。Ｃａ（ＯＨ）２  ０．０００１０グラムを添加する。ＭｇＣｌ２  ０．０００１５グラムおよびＣａＣｌ２  ０．０００１５グラムを添加する。ｐＨは、ゆっくりとした撹拌下で、マイクロ量のＣａ（ＯＨ）２を添加することによって６．０２にする。
【実施例５】
【００８９】
ｉｎ  ｖｉｖｏでの実験−ビスグリシン酸鉄の投与
生物学的に活性な物質の制御送達のためのシステムを得る方法を、マウスにビスグリシン酸鉄を投与するのに使用して、続いてマウスを屠殺して、腸の腸細胞による鉄の同化を検証するために検査した。
【００９０】
ミキサーにおいて、アルギン酸ナトリウム２．６５グラムを、５０℃で水１リットルに添加した；３時間で完全な溶解に到達する。続いて、マンノース０．２０ｇおよびリン酸１ｍＬを添加した。後期に、下記比を有する各種構成成分を含有する混合物を得るように、ヒドロキシエチルセルロース１．１８グラムを添加した：
アルギン酸ナトリウム０．２５：マンノース０．５：ヒドロキシエチルセルロース０．２３。
【００９１】
この実施例では、「箱」の製造中に鉄の酸化を防止するために、マンノースを、出発アルギン酸ナトリウムに添加したことに留意すべきである。
混合物は、５０℃で２４時間、リン酸に混合された。リン酸の添加は、一方ではアルギン酸塩の解重合ならびにＧブロックおよびＭブロックの平坦な構造の形成を引き起こし（図２ｂを参照）、他方では、マンノースのリン酸化およびＰ−マンノースの形成を引き起こした。
【００９２】
好適には、Ｐ−マンノースの存在は、本発明による方法を用いて得られる「箱」に、生体模倣特性を付与するのに寄与し、その特性は、生物の腸細胞によるエンドサイトーシス／トランスサイトーシスのプロセスを促進する。
【００９３】
酸消化を遮断するために、混合物をＮａＯＨで緩衝させて、ｐＨを６．２にして、２２℃に冷却した。
マンノース０．０８グラムを添加して、１５分後、生物学的に活性な物質、即ちビスグリシン酸鉄３．００グラムを導入した。室温で１時間、混合物を撹拌した。
【００９４】
続いて、ＣａＣｌ２  １８ｍＭ  ０．６ｍＬ、ＭｇＣｌ２  １８  ｍＭ  ０．３４ｍＬ、マンノース１．３６グラム、メチルエチルセルロース１．２３グラムおよびヒドロキシエチルセルロース０．３８グラムを添加した。ミキサーの回転の方向を逆転させた後に、石灰乳（ＣａＯＨ）２（ＳＳ）  １ｍＬおよび混合物を、さらに３時間撹拌した。
【００９５】
このようにして、箱の閉鎖が得られた。
最終的に、胃管による経管栄養によってマウスに投与されるべき「マイクロ箱」の懸濁液の密度を安定化するために、グァーガム０．０２グラムを添加した。
【００９６】
図７は、得られた構造を図式的に示す。
図８ａ〜図８ｅは、マウスによる鉄（生物学的に活性な物質）の同化を示す電子顕微鏡画像である：
−図８ａにおいて、矢印は、セルロース基板上の「箱様」構造を示す；
−図８ｂは、マウスの胃管における「箱様」構造を示す；矢印は、鉄を示し、それは、一群の電子密度の高いポイントとして示される；
−図８ｃは、マウスの腸管腔における「箱様」構造を示す；「箱様」構造は開放し、鉄粒子（矢によって示される）は、それら周囲に弱い高電子密度材料を伴って、凝縮されている（ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ）ようである；
−図８ｄは、鉄含有トランスサイトーシス性ベシクルを有するマウスの腸細胞を示す；
−図８ｅは、経口経路による投与の１時間後に、どのようにして鉄が血管に移されたかを示す。
【００９７】
上記開示から、本発明は、それが多種多様な物質（イオン、分子、高分子・・・）に適応することができる生物学的に活性な物質の制御送達のためのシステムを得る方法を提供して、運搬される物質の送達の効率を著しく高めるのを可能にするため、上記に記載する目的を達成することは明らかである。
【００９８】
本明細書中に提供する説明は、非限定的な例として付与され、当業者の手の届く範囲の幾つかの変更および変形は、いずれにせよ添付の請求の範囲で規定されるような本発明の範囲の範囲にあることが、さらに明らかである。
【００９９】
例えば、先述の詳細な説明において、経口経路を通じて投与され得る生物学的に活性な物質への適用について言及してきた一方で、本発明の制御送達システムが、種々の経路を通じて、例えば非経口的にまたは局所使用に関して投与され得る生物学的に活性な物質への適用においても同様に、有利に使用されてもよいことが理解されよう。
【図１】
2018505217.tif 000006
【図２ａ】
2018505217.tif 000007
【図２ｂ】
2018505217.tif 000008
【図３ａ】
2018505217.tif 000009
【図３ｂ】
2018505217.tif 000010
【図３ｃ】
2018505217.tif 000011
【図３ｄ】
2018505217.tif 000012
【図４】
2018505217.tif 000013
【図５】
2018505217.tif 000014
【図６】
2018505217.tif 000015
【図７】
2018505217.tif 000016
【図８ａ】
2018505217.tif 000017
【図８ｂ】
2018505217.tif 000018
【図８ｃ】
2018505217.tif 000019
【図８ｄ】
2018505217.tif 000020
【図８ｅ】
2018505217.tif 000021
【国際調査報告】
2018505217.tif 000022
2018505217.tif 000023