(57)【要約】ヒドロゲル形成性ポリマー、好ましくはポロクサマーの低張製剤が、上皮組織、特に粘膜コーティングを有する上皮組織への、治療剤、診断剤、予防剤または他の薬剤の、粘膜を介した増強された送達のために開発された。ポリマーは、等張条件下でそれらの臨界ゲル化濃度（ＣＧＣ）超の、臨界ゲル化濃度（ＣＧＣ）における、または臨界ゲル化濃度（ＣＧＣ）未満の濃度において投与される。製剤の低張性は、ポリマーがより低い濃度でゲル化するように、調整される。そのＣＧＣにおいて膣または結腸直腸中に投与されたポロクサマーゲルは、管腔においてゲルの「プラグ」を形成する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
等張条件および室温と体温との間の温度（２５〜３７℃）の下での、ポリマーの臨界ゲル化濃度（ＣＧＣ）またはそれ超の濃度にあるゲル形成性ポリマー、ならびに
前記ポリマーの低張製剤を形成するための賦形剤
を含む、障壁としての、および／または治療剤、予防剤、診断剤もしくは栄養補助剤の送達における使用のための製剤。
【請求項２】
前記ゲル形成性ポリマーが、前記ポリマーの最小ゲル化濃度（ＭＧＣ）超の濃度で存在する、請求項１に記載の製剤。
【請求項３】
前記ゲル形成性ポリマーが熱感受性ゲル形成性ポリマーである、請求項１から２のいずれか１項に記載の製剤。
【請求項４】
前記熱感受性ゲル形成性ポリマーが、３０℃未満、好ましくは２１℃未満の下部臨界溶液温度を有する、請求項３に記載の製剤。
【請求項５】
前記ポリマーがポロクサマー（ｐｏｌａｘｍｅｒ）である、請求項１から４のいずれか１項に記載の製剤。
【請求項６】
賦形剤と組み合わされる前記ポリマーが、口腔、咽頭、食道、肺、眼、耳、鼻、頬、舌、膣、子宮頸部、尿生殖器、消化器、肛門直腸および皮膚の表面からなる群から選択される粘膜表面または上皮表面上でデポまたは障壁ゲルを形成する、請求項１から５のいずれか１項に記載の製剤。
【請求項７】
前記上皮表面が膣表面であり、予防効果が、避妊、性行為感染疾患に対する保護、またはがんもしくは子宮内膜症などの異常な増殖の処置である、請求項６に記載の製剤。
【請求項８】
低張溶液が、治療剤、予防剤または診断剤をさらに含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の製剤。
【請求項９】
前記ゲルが、少なくとも２４時間の期間にわたって、前記上皮表面において前記治療剤、予防剤または診断剤を放出する、請求項８に記載の製剤。
【請求項１０】
前記ゲル形成性ポリマーが、水性賦形剤中、１２％超と２４％未満との間のＦ９８である、請求項１から９のいずれか１項に記載の製剤。
【請求項１１】
前記ゲル形成性ポリマーが、１０％と１８％との間のＦ１２７である、請求項１から９のいずれか１項に記載の製剤。
【請求項１２】
前記ゲルが、前記上皮表面上で均一な層を形成する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の製剤。
【請求項１３】
前記ゲルが、前記上皮表面上において刺激の顕著な兆候を引き起こさない、請求項１から１２のいずれか１項に記載の製剤。
【請求項１４】
乾燥粉末、ゲルまたは液体の形態の、請求項１から１３のいずれかに記載の製剤。
【請求項１５】
ポリマー製剤が、単一または複数の投薬単位での投与で提供される、請求項１から１４のいずれか１項に記載の製剤。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれかに記載の製剤を、それを必要とする部位に投与するステップを含む、粘膜表面または上皮表面に薬剤を投与するための方法。
【請求項１７】
前記製剤が、等張条件および室温と体温との間の温度（２５〜３７℃）の下でポリマーの臨界ゲル化濃度（ＣＧＣ）またはそれ超で投与される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記製剤が、等張条件および室温と体温との間の温度（２５〜３７℃）の下でポリマーの臨界ゲル化濃度（ＣＧＣ）未満で投与される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
治療剤、予防剤、診断剤または栄養補助剤の送達のための、請求項１６から１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
障壁の形成のための、請求項１６から１９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、Ｋａｔｈａｒｉｎａ  Ｍａｉｓｅｌ、Ｌａｕｒａ  Ｅｎｓｉｇｎ、Ｊｕｓｔｉｎ  ＨａｎｅｓおよびＲｉｃｈａｒｄ  Ｃｏｎｅによって２０１５年１月２７日に出願された、米国特許出願第６２／１０８，３５４号「Ｈｙｐｏｔｏｎｉｃ  Ｈｙｄｒｏｇｅｌ  Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｏｆ  Ａｃｔｉｖｅ  Ａｇｅｎｔｓ  ａｔ  Ｍｕｃｏｓａｌ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ」への米国特許法第１１９条のもとの優先権を主張する。
【０００２】
連邦政府により資金供与された研究または開発に関する陳述
本発明は、国立衛生研究所によって授与された助成金第５Ｒ２１ＡＩ０７９７４０号および助成金第５Ｒ２１ＡＩ０９４５１９号のもと、政府支援により行われた。政府は、本発明に一定の権利を有する。
【０００３】
本発明は一般に、増強された薬物送達、特に、粘膜表面における薬物送達のための製剤の分野にある。
【背景技術】
【０００４】
粘膜は、任意の上皮により裏打ちされた中空臓器（例えば、口、腸、子宮、膣、結腸、肛門管、気管、肺、膀胱など）の内部層である。粘膜は、上皮自体、およびまた上皮の直ぐ真下の、粘膜固有層と呼ばれる支持性の緩い結合組織からなる。粘膜を支持するより深い結合組織は、粘膜下組織と呼ばれる。ＧＩ管には、粘膜と粘膜下組織との間の境界にある、平滑筋の薄い層、粘膜筋板が存在する（他の管状臓器にはない）。
【０００５】
身体の粘膜表面は、感染に対して特に脆弱である。ガス交換（肺）、食物吸収（腸）、感覚活動（眼、鼻、口および喉）および生殖（子宮および膣）におけるそれらの生理学的活動に起因して、これらは、身体の内部に対する薄い透過性の障壁である。これらの部位を裏打ちする表面の透過性の必要性は、感染に対する明らかな脆弱性を生み出し、感染性因子の大部分がこれらの経路を介してヒト身体に入り込むことは、驚くことではない。
【０００６】
粘膜障壁傷害、例えば、口腔および胃腸の粘膜炎は、細胞減少がん治療および放射線療法後の一般的な合併症である（Ｓｏｎｉｓら、Ｃａｎｃｅｒ  Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ、１００巻（９号）：１９９５〜２０２３頁、２００４年）。
【０００７】
カプシドウイルスは、水中と同様に迅速に粘液中を拡散でき、それによって、持続的に分泌されている粘液中を「上流へ」拡散する必要があるものの、上皮に侵入する。これらのウイルスは、粘液のメッシュ間隔よりも小さく、粘液に粘着しない表面を有する（Ｃｏｎｅ  Ｒ．  Ａ．、Ａｄｖ．  Ｄｒｕｇ  Ｄｅｌｉｖ  Ｒｅｖ、６１巻（２号）：７５〜８５頁、２００９年）。例えば、女性は、女性によりコントロールされる予防方法がないことに部分的に起因して、ＨＩＶに偏って感染する（Ｎｄｅｓｅｎｄｏら、ＡＡＰＳ  ＰｈａｒｍＳｃｉＴｅｃｈ、９巻：５０５〜５２０頁、２００８年）。膣ＨＩＶ伝染に対して女性を保護するための、投与が容易な慎重で有効な方法は、世界中で数百万の感染を防止できる。しかし、性交および出生の間の拡張に対応する膣ヒダまたは「シワ」は、典型的には、腹圧によってつぶれているため、これらのヒダの表面は、薬物および薬物担体があまりアクセスできない（Ａｌｅｘａｎｄｅｒら、Ｓｅｘ  Ｔｒａｎｓｍ  Ｄｉｓ、２９巻：６５５〜６６４頁、２００４年）。疑似性交の後であっても、膣ヒダ中への分布が不良であることは、感受性の膣表面を感染から保護することの失敗の重要な要因として言及されている。感受性標的表面全体にわたる分布が、感染を予防および処置するために重要であることが証明されている。さらに、使用者の受容性を増加させるために、膣に送達される薬物は、延長された期間にわたって有効な濃度で膣管中に保持されなければならない。
【０００８】
膣上皮は、小分子に対して高度に透過性であり、また、可溶性薬物剤形（ゲル剤、クリーム剤）は、腹圧および歩行によって排出され得るので、持続性の局所薬物濃度を達成することは困難である。最後に、薬物送達方法は、安全でありかつ膣上皮にとって非毒性でなければならない。膣剤形の分布、保持および安全性プロファイルの改善は、効力の実質的な増加、ならびに頸腟部の感染および疾患に対する大部分は無効な全身処置によって引き起こされる副作用における減少をもたらし得る（Ｔｈｉｇｐｅｎ  Ｔ．  Ｃａｎｃｅｒ  Ｊ．  ９巻：２４５〜４３２頁、２００３年；Ｒｏｂｉｎｓｏｎら、Ｏｂｓｔｅｔ  Ｇｙｎｅｃｏｌ、９９巻：７７７〜７８４頁、２００２年）。
【０００９】
身体の粘膜表面への持続性の薬物送達は、ほんの数例を挙げれば性感染症、炎症性腸疾患、肺炎症および変性性眼状態が含まれる多くの疾患の処置および予防を改善する潜在力を有する。伝統的な可溶性剤形を使用して持続性の予防薬または治療薬濃度を達成することは、薬物の分解、迅速な排出および迅速な全身吸収に起因して、依然として困難なままである。病原体進入に対する物理的障壁を提供する、粘膜表面への送達のための組成物が、緊急に必要とされている。また、粘膜表面における予防剤、治療剤または診断剤の保持および持続性の放出を提供する、粘膜送達のための組成物の必要性が満たされていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｓｏｎｉｓら、Ｃａｎｃｅｒ  Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ、１００巻（９号）：１９９５〜２０２３頁、２００４年
【非特許文献２】Ｃｏｎｅ  Ｒ．  Ａ．、Ａｄｖ．  Ｄｒｕｇ  Ｄｅｌｉｖ  Ｒｅｖ、６１巻（２号）：７５〜８５頁、２００９年
【非特許文献３】Ｎｄｅｓｅｎｄｏら、ＡＡＰＳ  ＰｈａｒｍＳｃｉＴｅｃｈ、９巻：５０５〜５２０頁、２００８年
【非特許文献４】Ａｌｅｘａｎｄｅｒら、Ｓｅｘ  Ｔｒａｎｓｍ  Ｄｉｓ、２９巻：６５５〜６６４頁、２００４年
【非特許文献５】Ｔｈｉｇｐｅｎ  Ｔ．  Ｃａｎｃｅｒ  Ｊ．（２００３年）９巻：２４５〜４３２頁
【非特許文献６】Ｒｏｂｉｎｓｏｎら、Ｏｂｓｔｅｔ  Ｇｙｎｅｃｏｌ（２００２年）９９巻：７７７〜７８４頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、粘膜中への病原体輸送に対する障壁として作用する、粘膜表面に対するより高い効力および安全性を有する活性薬剤の送達のための改善された組成物を提供することが、本発明の目的である。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、粘膜表面における予防剤、治療剤または診断剤の保持および持続性の放出を可能にする、粘膜表面への送達のための改善された組成物を提供することである。
【００１３】
粘膜表面への送達のための改善された組成物を作製する方法を提供することもなお、本発明のさらなる目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
ヒドロゲル形成性ポリマー、好ましくはポロクサマーの低張製剤が、上皮組織、特に粘膜コーティングを有する上皮組織への、治療剤、診断剤、予防剤または他の薬剤の増強された送達のために開発された。ポリマーは、それらの通常の臨界ゲル化濃度（ＣＧＣ）未満の濃度で、低張溶液中で投与される。典型的には、そのＣＧＣにおいて膣または結腸直腸中に投与されたポロクサマーゲルは、管腔においてゲルの「プラグ」を形成する。対照的に、ＣＧＣ未満の低張性に投与されたポロクサマー溶液からの流体は、上皮表面によって吸収され、ポロクサマーを粘液層中に引き込み、かつ上皮に対して引き寄せ、そこでそれは次いでゲル化するのに十分に濃縮され、それによって、上皮細胞への薬剤の送達を増強および促進する。ポロクサマーが組織／粘膜界面において濃縮されると、これは粘液と混合し、上皮表面に対してゲル化する。内因性ムチン糖ポリマーは、ゲル化に必要なゲル化剤の濃度、および得られたゲル／ムチン混合物の孔構造を含む、低張ゲル化剤のゲル化特性に影響を与える。膣および結腸直腸適用後に、低張ゲル化ビヒクルは、ヒダを含む上皮をコーティングする。これは、基礎をなす粘膜を保護するもしくは粘膜中への侵入を減少させるための障壁層として、またはヒドロゲル中の薬剤の送達のためのデポとして、使用され得る。
【００１５】
例は、ＣＧＣにおいて投与されたゲル化剤の場合と同様の、膣管腔の中央部において形成されたゲルのボーラスと比較して、低張ゲル化剤中で投与されたモデル薬物のより長い膣保持を実証している。
【００１６】
例によって実証されるように、ポリマーの濃度、および内因性ムチンなどのさらなる成分の存在もまた、有効範囲（ｃｏｖｅｒａｇｅ）ならびにゲル化の速度および程度に影響を与える。精製豚胃ムチン（１％）またはヒト頸腟部粘液（１：１比）と混合した１８％Ｆ１２７ゲルは、１８％Ｆ１２７ゲル単独ほど有効にはウイルスサイズ（約１００ｎｍ）のナノ粒子（ポリエチレングリコールコーティングされたポリスチレンナノ粒子、ＰＳＰＥＧ）を捕捉しない。対照的に、２４％Ｆ９８ゲルは、ムチンまたはヒト頸腟部粘液と混合した場合、ＰＳＰＥＧ粒子をより有効に捕捉した。しかし、低張ゲル化剤を用いたｉｎ  ｖｉｖｏウイルス捕捉は、ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ、約１２０ｎｍ）および単純ヘルペスウイルス（ＨＳＶ、約１８０ｎｍ）を含むウイルスを捕捉するのにより有効であった。２４％のＣＧＣを有する１８％Ｆ９８の投与は、膣において引き続いて投与されたＨＩＶの有効な捕捉を生じる。同様に、１８％のＣＧＣを有する１０％および１５％Ｆ１２７もまた、ＨＩＶのＭＳＤを減少させるのに有効であり、捕捉を示した。さらに、１５％Ｆ１２７および１８％Ｆ９８は共に、マウス膣粘液において引き続いて投与されたＨＳＶの拡散を低減させた。１ｓの時間尺度における個々のウイルスＭＳＤの分布は、ウイルスの捕捉（左へのシフト）が、１５％Ｆ１２７と比較して、低張１８％Ｆ９８ビヒクルによって形成されたゲルにおいてより均一であったことを例示した。結腸直腸における低張ゲル化剤によるウイルス捕捉のさらなる試験において、１２％Ｆ９８（ＣＧＣ２４％）は、ゲル化ビヒクルの３０分後に投与されたＰＳＰＥＧナノ粒子を有効に捕捉しなかったが、１８％Ｆ９８は、マウス結腸直腸においてＰＳＰＥＧナノ粒子を捕捉するのに有効であったことが見出された。重要なことに、これらの例は、低張ゲル化剤が異なる粘膜表面に投与され、この場合、ゲル化前に、結腸直腸粘液と比較して、膣粘液と混合する場合に形成するゲルにおける差異を例示している。
【００１７】
これらの研究は、特に、粘膜上皮上でのヒドロゲルデポまたは障壁コーティングによる薬物送達のための、これらの低張ポリマー性ゲル製剤の利点を実証している。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、種々の熱ゲル化性ポロクサマー、ポリオキシエチレン（ポリ（エチレンオキシド））の２つの親水性鎖が隣接するポリオキシプロピレン（ポリ（プロピレンオキシド））の１つの中心疎水性鎖から構成される非イオン性トリブロックコポリマー中の、１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧナノ粒子の３７℃での輸送特性を示す線グラフである。ポロクサマーは、商品名ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標））としても公知である。１５％Ｆ１２７、２４％Ｆ９８または１８％Ｆ１２７と共に、１５％Ｆ６８、２４％Ｐ１０４、１８％Ｆ６８中の１００ｎｍナノ粒子についての、時間尺度（ｓ）の関数としてのアンサンブル平均した平均二乗変位（ｅｎｓｅｍｂｌｅ  ａｖｅｒａｇｅｄ  ｍｅａｎ−ｓｑｕａｒｅｄ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）（＜ＭＳＤ＞、μｍ２）が示される。Ｗは、水中でのナノ粒子の理論的拡散速度を示す。
【００１９】
【図２】図２Ａ〜２Ｅは、３７℃における、上に列挙した種々の流体／ゲル中の１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧナノ粒子の代表的軌跡（３ｓの運動）である。より制限された軌跡は、ゲルマトリックスにおけるナノ粒子捕捉を示し、自由な拡散は、粘性流体中に拡散しているナノ粒子を示す。データは、ｎ≧３試料の代表である。
【００２０】
【図３】図３は、３７℃での、１％精製豚胃ムチンと混合した、またはヒトＣＶＭと１：１比で混合した熱ゲル化性ビヒクル中の１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧナノ粒子の輸送特性を示す線グラフである。１％ムチンまたは５０％ＣＶＭ（５０％粘液）を含有する１８％Ｆ１２７中の１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧについての、時間尺度（ｓ）の関数としてのアンサンブル平均二乗変位（＜ＭＳＤ＞、μｍ２）が示される。データは、ｎ≧３試料の代表である。Ｗは、水中でのＰＳＰＥＧナノ粒子の理論的拡散を示す。
【００２１】
【図４】図４は、３７℃での、１％精製豚胃ムチンと混合した、またはヒトＣＶＭと１：１比で混合した熱ゲル化性ビヒクル中の１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧナノ粒子の輸送特性を示す線グラフである。１％ムチンまたは５０％ＣＶＭ（５０％粘液）を含有する２４％Ｆ９８中の１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧについての、時間尺度（ｓ）の関数としてのアンサンブル平均二乗変位（＜ＭＳＤ＞、μｍ２）が示される。データは、ｎ≧３試料の代表である。Ｗは、水中でのＰＳＰＥＧナノ粒子の理論的拡散を示す。
【００２２】
【図５】図５は、ゲル化剤なしのウイルス拡散（ｐｌｕｒｏｎｉｃなし）と比較した、膣への１５％および１０％Ｆ１２７ならびに１８％Ｆ９８（全てＣＧＣ未満）の投与後に導入された蛍光標識されたＨＩＶビリオンの輸送特性を示す線グラフである。低張ゲル化剤の＜５分後に投与されたＨＩＶについての、時間尺度（ｓ）の関数としてのアンサンブル平均した平均二乗変位（＜ＭＳＤ＞、μｍ２）。Ｗは、水中でのＨＩＶの理論的拡散を示す。
【００２３】
【図６】図６は、膣への１５％Ｆ１２７および１８％Ｆ９８（全てＣＧＣ未満）の投与後に導入された蛍光標識されたＨＳＶビリオンの輸送特性を示す線グラフである。低張ゲル化剤の＜５分後に投与されたＨＳＶについての、時間尺度（ｓ）の関数としてのアンサンブル平均した平均二乗変位（＜ＭＳＤ＞、μｍ２）。Ｗは、水中でのＨＳＶの理論的拡散を示す。
【００２４】
【図７−１】図７Ａ〜７Ｆは、１ｓの時間尺度における個々のＨＳＶおよびＨＩＶビリオンの対数ＭＳＤの分布の棒グラフである。ビリオンを、ゲルなしのウイルスの投与（膣粘液単独中でのウイルスの拡散）と比較して、１８％Ｆ９８または１５％Ｆ１２７の投与の＜５分後に投与した。
【図７−２】図７Ａ〜７Ｆは、１ｓの時間尺度における個々のＨＳＶおよびＨＩＶビリオンの対数ＭＳＤの分布の棒グラフである。ビリオンを、ゲルなしのウイルスの投与（膣粘液単独中でのウイルスの拡散）と比較して、１８％Ｆ９８または１５％Ｆ１２７の投与の＜５分後に投与した。
【００２５】
【図８】図８は、マウス結腸直腸粘液におけるＨＩＶビリオン（ＨＩＶ、ｐｌｕｒｏｎｉｃなし）または低張ゲル化剤の投与後の結腸直腸におけるＨＩＶビリオン（ＨＩＶ、１０％Ｆ１２７）についての、時間尺度（ｓ）の関数としての平均二乗変位（＜ＭＳＤ＞、μｍ２）を示す線グラフである。ウイルスは、粘液において付着により捕捉される粘膜付着性ポリスチレン（ＰＳ）ナノ粒子（１００ｎｍ  ＰＳ、ｐｌｕｒｏｎｉｃなし）と同様に、ゲルの存在下で不動化された。
【００２６】
【図９】図９は、結腸直腸への低張ゲル化ビヒクルの３０分後に投与された１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧの輸送特性を示す線グラフである。結腸直腸粘液単独における１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧの輸送（ｐｌｕｒｏｎｉｃなし）と比較した、１２％または１８％Ｆ９８の直腸投与の３０分後の１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧについての、時間尺度（ｓ）の関数としてのアンサンブル平均した平均二乗変位（＜ＭＳＤ＞、μｍ２）。
【００２７】
【図１０】図１０は、結腸直腸への１８％Ｆ９８および１０％Ｆ１２７の投与の１時間後に投与された蛍光標識されたＨＩＶビリオンの輸送特性を示す線グラフである。マウス結腸直腸粘液単独における拡散（ｐｌｕｒｏｎｉｃなし）と比較した、ＨＩＶについての、時間尺度（ｓ）の関数としてのアンサンブル平均した平均二乗変位（＜ＭＳＤ＞、μｍ２）。
【００２８】
【図１１】図１１は、マウス膣におけるモデル蛍光薬物のパーセント保持のグラフである。フルオレセインを、ＤＩ水、ＣＧＣにある熱ゲル（１８％Ｆ１２７）、または低張熱ゲル（１０％Ｆ１２７）のいずれか中で投与し、保持を２４時間後に評価した。パーセント蛍光保持（％）を、投与直後の蛍光に基づいて正規化した。データは、各ｎ≧３のマウスを用いたｎ＝３実験の代表である。＊脱イオン水対照と比較してｐ＜０．０５。
【００２９】
【図１２】図１２は、７日間のヒドロキシエチルセルロースユニバーサルプラセボゲル（ＨＥＣ）、１％Ｆ１２７、１８％Ｆ１２７および５％ノノキシノール−９（Ｎ９）の毎日の膣投与後のマウス頸腟部洗浄液中のサイトカインＩＬ−１βの濃度を示す棒グラフである。＊処置なし対照と比較してｐ＜０．０５、スチューデントｔ検定。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
Ｉ．定義
本明細書で一般に使用する場合、「薬学的に許容される」とは、合理的なリスク／ベネフィット比にふさわしい、過剰な毒性、刺激、アレルギー応答または他の問題もしくは合併症のない、ヒトおよび動物の組織と接触した使用に適切な、妥当な医学的判断の範囲内の化合物、材料、組成物および／または剤形を指す。
【００３１】
「生体適合性」および「生物学的に適合性の」とは一般に、本明細書で使用する場合、それらの任意の代謝物または分解産物と共に、レシピエントにとって一般に非毒性であり、レシピエントに対していかなる顕著な有害効果も引き起こさない材料を指す。一般に言って、生体適合性材料は、個体に投与した場合に顕著な炎症、免疫または毒性応答を惹起しない材料である。
【００３２】
用語「ゲル」および「ヒドロゲル」とは、本明細書で相互交換可能に使用する場合、水不溶性である微細に分散したポリマー鎖の膨潤した水含有ネットワークを指し、このとき、ポリマー性分子は、外部相または分散相（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｐｈａｓｅ）中にあり、水（または水溶液）は、内部相または分散された相（ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  ｐｈａｓｅ）を形成する。鎖は、化学的に架橋され（化学的ゲル）または物理的に架橋され得る（物理的ゲル）。化学的ゲルは、共有結合を介して接続されたポリマー鎖を有し、物理的ゲルは、非共有結合または凝集力、例えば、ファンデルワールス相互作用、イオン性相互作用、水素結合または疎水性相互作用によって連結されたポリマー鎖を有する。
【００３３】
ポリマー鎖は、典型的には、親水性である、または親水性ポリマーブロックを含有する。「ゲル形成性ポリマー」は、臨界ゲル化濃度（ＣＧＣ）またはそれ超で存在する場合に水性媒体中で物理的ヒドロゲルを形成することが可能な、ホモポリマー、コポリマーおよびそれらの組合せを含む任意の生体適合性ポリマーを記述するために使用される。
【００３４】
「臨界ゲル化濃度」または「ＣＧＣ」とは、本明細書で使用する場合、例えば、溶液からゲルへの（ゾル−ゲル）転移が生じる、ゲル形成のために必要なゲル形成性ポリマーの最小濃度を指す。臨界ゲル化濃度は、特定のポリマー組成、分子量、温度および／または他のポリマーもしくは賦形剤の存在を含むいくつかの因子に依存し得る。
【００３５】
用語「熱感受性ゲル形成性ポリマー」とは、温度の変化と共に１つまたは複数の特性変化を示す、ゲル形成性ポリマーを指す。例えば、一部の熱感受性ゲル形成性ポリマーは、ある特定の温度未満で水溶性であるが、温度が増加するにつれて水不溶性になる。用語「下部臨界溶液温度（ＬＣＳＴ）」とは、それ未満でゲル形成性ポリマーおよび溶媒が完全に混和性であり、単一の相を形成する温度を指す。例えば、「ポリマー溶液のＬＣＳＴ」とは、ポリマーが、その温度（即ち、ＬＣＳＴ）またはそれよりも低い温度では溶液中に均一に分散されるが、溶液温度がＬＣＳＴを超えて増加する場合、凝集して第２の相を形成することを意味する。
【００３６】
「親水性」とは、本明細書で使用する場合、有機溶媒と比較して、水に対するより高い親和性を有し、従って、水中での溶解度を有する分子を指す。化合物の親水性は、水（または緩衝水溶液）と水不混和性有機溶媒、例えば、オクタノール、酢酸エチル、塩化メチレンまたはメチルｔｅｒｔ−ブチルエーテルとの間でのその分配係数を測定することによって定量され得る。平衡化後により高い濃度の化合物が有機溶媒中よりも水中に存在する場合、化合物は、親水性とみなされる。
【００３７】
「疎水性」とは、本明細書で使用する場合、水と比較して、有機溶媒に対するより高い親和性を有し、従って、有機溶媒中での溶解度を有する分子を指す。化合物の疎水性は、水（または緩衝水溶液）と水不混和性有機溶媒、例えば、オクタノール、酢酸エチル、塩化メチレンまたはメチルｔｅｒｔ−ブチルエーテルとの間でのその分配係数を測定することによって定量され得る。平衡化後により高い濃度の化合物が水中よりも有機溶媒中に存在する場合、化合物は、疎水性とみなされる。
【００３８】
本明細書で使用する場合、用語「処置すること」は、処置されている疾患、状態または障害と関連する１つまたは複数の症状または副作用を阻害、軽減、予防または排除することを含む。
【００３９】
用語「低減させる」、「阻害する」、「軽減する」または「減少させる」は、対照に対して相対的に使用される。当業者は、各実験に使用するための適切な対照を容易に同定する。例えば、化合物で処置された被験体または細胞における減少された応答は、化合物で処置されていない被験体または細胞における応答と比較される。
【００４０】
本明細書で使用する場合、用語「有効量」または「治療有効量」とは、処置されている疾患状態の１つもしくは複数の症状を処置、阻害もしくは軽減するのに、または所望の薬理学的および／もしくは生理学的効果を他の方法で提供するのに十分な投薬量を意味する。正確な投薬量は、種々の因子、例えば、被験体依存的変数（例えば、年齢、免疫系の健康状態など）、疾患または障害、および投与されている処置に従って変動する。有効量の効果は、対照に対して相対的であり得る。かかる対照は、当該分野で公知であり、本明細書で議論され、例えば、薬物もしくは薬物組合せの投与の前もしくはその非存在での被験体の状態であり得、または薬物組合せの場合、組合せの効果は、薬物のうち１つのみの投与の効果と比較され得る。
【００４１】
「賦形剤」は、治療的または生物学的に活性な化合物ではない、微粒子中に含有され得るまたはその上にあり得る任意の他の化合物を含むように、本明細書で使用される。そのため、賦形剤は、薬学的にまたは生物学的に許容されるまたは適切であるべきであり、例えば、賦形剤は一般に、被験体にとって非毒性であるべきである。「賦形剤」は、単一のかかる化合物を含み、複数の化合物を含むことも意図される。
【００４２】
用語「容量オスモル濃度」とは、本明細書で一般に使用する場合、１リットル当たりの溶解された成分の総数を指す。容量オスモル濃度は、モル濃度と類似であるが、溶液中の溶解された種のモルの総数を含む。１Ｏｓｍ／Ｌの容量オスモル濃度は、溶液１Ｌ当たり１モルの溶解された成分が存在することを意味している。一部の溶質、例えば、溶液中で解離するイオン性溶質は、溶液中の溶質１モル当たり１モルよりも多い溶解された成分に寄与する。例えば、ＮａＣｌは、溶液中でＮａ＋およびＣｌ−に解離し、従って、溶液中の溶解されたＮａＣｌ  １モル当たり２モルの溶解された成分を提供する。生理学的容量オスモル濃度は、典型的には、約２８０〜約３１０ｍＯｓｍ／Ｌの範囲にある。
【００４３】
用語「張度」とは、本明細書で一般に使用する場合、半透膜による２つの溶液の分離から生じる浸透圧勾配を指す。特に、張度は、細胞が外部溶液に曝露された場合に細胞膜を横切って創出される浸透圧を記述するために使用される。細胞膜を横断し得る溶質は、最終的な浸透圧勾配に寄与しない。細胞膜を横断しない溶解された種のみが、浸透圧の差異、および従って張度に寄与する。用語「高張」とは、本明細書で一般に使用する場合、細胞の内側に存在するものよりも高い濃度の溶質を有する溶液を指す。細胞が高張溶液中に浸漬される場合、溶質の濃度のバランスをとるために、細胞から水が流れ出す傾向がある。用語「低張」とは、本明細書で一般に使用する場合、細胞の内側に存在するものよりも低い濃度の溶質を有する溶液を指す。細胞が低張溶液中に浸漬される場合、水は、溶質の濃度のバランスをとるために、細胞中に流れ込む。用語「等張」とは、本明細書で一般に使用する場合、細胞膜を横切る浸透圧勾配が本質的にバランスがとれている溶液を指す。等張製剤は、ヒト血液と本質的に同じ浸透圧を有する製剤である。等張製剤は、約２５０〜３５０ｍＯｓｍの浸透圧を一般に有する。
【００４４】
ＩＩ．低張ゲル形成性組成物
ヒドロゲル形成性ポリマー、好ましくはポロクサマーの低張製剤が、上皮組織、特に粘膜コーティングを有する上皮組織への、治療剤、診断剤、予防剤または他の薬剤の、粘液を介した増強された送達のために開発された。ポリマーは、それらの通常の臨界ゲル化濃度（ＣＧＣ）またはそれよりも高い濃度で投与される。そのＣＧＣにおいて膣または結腸直腸中に投与されたポロクサマーゲルは、管腔においてゲルの「プラグ」を形成する。対照的に、ＣＧＣ未満の低張性に投与されたポロクサマー溶液からの流体は、上皮表面によって吸収され、ポロクサマーを粘液ゲル中に引き込みかつ上皮に対して引き寄せ、それによって、上皮細胞への薬剤の送達を増強および促進する。ポロクサマーが濃縮されると、これは粘液と混合する。内因性ムチン糖ポリマーは、ゲル化に必要なゲル化剤の濃度、および得られたゲル／ムチン混合物の孔構造を含む、低張ゲル化剤のゲル化特性に影響を与える。膣および結腸直腸適用後に、低張ゲル化ビヒクルは、ヒダを含む上皮をコーティングする。例は、ＣＧＣにおいて投与されたゲル化剤の場合と同様の、膣管腔の中央部において形成されたゲルのボーラスと比較して、低張ゲル化剤中で投与されたモデル薬物のより長い膣保持を実証している。
【００４５】
ゲル形成性組成物は、１つもしくは複数のさらなる賦形剤および／または１つもしくは複数の治療剤、予防剤もしくは診断剤を任意選択で含有する、低張担体中の１つまたは複数のゲル形成性ポリマーを含有する。
【００４６】
Ａ．ヒドロゲル形成性ポリマー
低張ゲル形成性組成物は、１つまたは複数のゲル形成性ポリマーを含有する。ゲル形成性ポリマーは、ポリマーの通常の臨界ゲル化濃度（ＣＧＣ）未満の濃度で、例えば、３７℃まで温められた場合にポリマー溶液が試験管中でゲル化する濃度で利用される。
【００４７】
熱感受性（熱応答性ともいう）ヒドロゲルは、１）臨界ゲル化濃度（ＣＧＣ）またはそれ超にあり、２）臨界ゲル化温度またはそれ超にある場合に、ゾル−ゲル転移を受ける溶液である。生物医学的適用のために使用される熱感受性ゲル化剤（それらのＣＧＣまたはそれ超にある）は、室温では液体であるが体温ではゲルを形成する。温度の増加は、ポリマー鎖の再構成および整列を誘導し、３次元構造へのゲル化をもたらす。この現象は一般に、ポリマー鎖上の親水性部分対疎水性部分の比によって支配される。共通の特徴は、疎水性メチル、エチルまたはプロピル基の存在である。これらの基準に当てはまる任意の熱感受性ポリマーは、ＣＧＣ未満で粘膜上皮に低張性に投与され、ｉｎ  ｖｉｖｏで均一なゲルコーティングを形成し得る。使用され得る熱感受性ゲル形成剤の例には、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレントリブロックコポリマー、例えば、それらに限定されないが、ＣＴＦＡ名  ポロクサマー４０７（ＣＡＳ  ９００３−１１−６、分子量９，８４０〜１４，６００ｇ／ｍｏｌ；ＢＡＳＦからＬＵＴＲＯＬ（登録商標）Ｆ１２７として入手可能）およびポロクサマー１８８（ＣＡＳ  ９００３−１１−６、分子量７６８０〜９５１０ｇ／ｍｏｌ；ＢＡＳＦからＬＵＴＲＯＬ（登録商標）Ｆ６８として入手可能）によって指定されるもの；ＢＡＳＦからＴｅｔｒｏｎｉｃ（登録商標）として入手可能な、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドに基づくＴｅｔｒｏｎｉｃｓ四官能性ブロックコポリマー；ポリ（Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド）；ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド）；ポリ（Ｎ−ビニルカプロラクタム）；ポリ（Ｎ−アルキルアクリルアミド）；ポリ（Ｎ−ビニルアルキルアミド）；ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）；ポリエチレンオキシドメタクリレートポリマー；ポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）−ポリエチレングリコールトリブロックコポリマー（ＰＬＧＡ−ＰＥＧ−ＰＬＧＡおよびＰＥＧ−ＰＬＧＡ−ＰＥＧ）；ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）−ポリエチレングリコールトリブロックコポリマー（ＰＣＬ−ＰＥＧ−ＰＣＬおよびＰＥＧ−ＰＣＬ−ＰＥＧ）；キトサン；ならびにそれらの組合せが含まれる。
【００４８】
ヒドロゲルは、個々のゲル形成剤から、またはゲル形成剤の組合せとして、形成され得る。例えば、ポロクサマーおよび別のゲル形成剤（例えば、ｔｅｔｒｏｎｉｃポリマー）は、所望の特徴を達成するために組み合わせて使用され得る。さらに、種々の形態の同じゲル形成剤（例えば、ポロクサマー１８８およびポロクサマー４０７）は、所望の特徴を達成するために組み合わされ得る。
【００４９】
ポリマーは、３７℃まで加熱した場合に試験管中でゲルを形成する濃度未満の濃度で提供される。濃度は、ｉｎ  ｖｉｖｏでＣＧＣに達するのに十分な流体を上皮が吸収するために十分に高いが但しＣＧＣ未満でなければならず、従って、ゲル化は、粘膜上皮表面上で生じ得る。ゲル化が生じるのにかかる時間の範囲は、粘膜表面（水吸収の容量および速度）、投与される溶液の張度（より低張な溶液は、より迅速な流体吸収を駆動する）、および投与されるポリマーの濃度（ポリマー濃度が低すぎる場合、生じる流体吸収はポリマーをそのＣＧＣに濃縮するのに十分でない）に依存する。しかし、ゲル化は一般に、膣および結腸直腸において１時間以内に生じる。
【００５０】
例に示されるように、精製豚胃ムチン（１％）またはヒト頸腟部粘液（１：１比）と混合した１８％Ｆ１２７ゲルは、１８％Ｆ１２７ゲル単独ほど有効にはウイルスサイズ（約１００ｎｍ）のナノ粒子（ポリエチレングリコールコーティングされたポリスチレンナノ粒子、ＰＳＰＥＧ）を捕捉しない。対照的に、２４％Ｆ９８ゲルは、ムチンまたはヒト頸腟部粘液と混合した場合、ＰＳＰＥＧ粒子をより有効に捕捉した。しかし、低張ゲル化剤を用いたｉｎ  ｖｉｖｏウイルス捕捉は、ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ、約１２０ｎｍ）および単純ヘルペスウイルス（ＨＳＶ、約１８０ｎｍ）を含むウイルスを捕捉するのにより有効であった。２４％のＣＧＣを有する１８％Ｆ９８の投与は、膣において引き続いて投与されたＨＩＶの有効な捕捉を生じる。同様に、１８％のＣＧＣを有する１０％および１５％Ｆ１２７もまた、ＨＩＶのＭＳＤを減少させるのに有効であり、捕捉を示した。さらに、１５％Ｆ１２７および１８％Ｆ９８は共に、マウス膣粘液において引き続いて投与されたＨＳＶの拡散を低減させた。１ｓの時間尺度における個々のウイルスＭＳＤの分布は、ウイルスの捕捉（左へのシフト）が、１５％Ｆ１２７と比較して、低張１８％Ｆ９８ビヒクルによって形成されたゲルにおいてより均一であったことを例示した。結腸直腸における低張ゲル化剤によるウイルス捕捉のさらなる試験において、１２％Ｆ９８（ＣＧＣ  ２４％）は、ゲル化ビヒクルの３０分後に投与されたＰＳＰＥＧナノ粒子を有効に捕捉しなかったが、１８％Ｆ９８は、マウス結腸直腸においてＰＳＰＥＧナノ粒子を捕捉するのに有効であったことが見出された。重要なことに、これらの例は、低張ゲル化剤が異なる粘膜表面に投与され、この場合、ゲル化前に、結腸直腸粘液と比較して、膣粘液と混合する場合に形成するゲルにおける差異を例示している。
【００５１】
Ｂ．低張担体
ゲル形成性組成物は、低張担体を含む。低張担体は、典型的には、好ましくは、ヒト対象に投与された場合に刺激の兆候をほとんど〜全く引き起こさない生体適合性担体である。担体は、天然に存在するもの、または合成担体および半合成担体の両方を含む天然に存在しないものであり得る。好ましい担体は、ナトリウムベースである。糖ベースの（例えば、グルコース、マンニトール）溶液および種々の緩衝液（リン酸緩衝液、トリス緩衝液、ＨＥＰＥＳ）を含む他の溶液もまた使用され得る。
【００５２】
低張溶液が上皮表面に適用される場合、流体シフトが生じ、水が上皮組織中に移動する。これは、上皮細胞の膨潤を引き起こし得る。一部の場合、浸透圧の差異が大きすぎると、上皮細胞は破裂して、組織刺激、または上皮膜の破壊を引き起こし得る。
【００５３】
低張溶液とは、細胞の細胞質と比較して少ない溶質を含有する溶液を指す。低張溶液の例には、トリス［ヒドロキシメチル］−アミノメタン塩酸塩（トリス−ＨＣｌ、１０〜１００ｍＭ、ｐＨ．６〜８）、（４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジンエタンスルホン酸（ＨＥＰＥＳ、１０〜１００ｍＭ、ｐＨ６〜８）、およびＰＢＳの希釈溶液、例えば、１０００ｍｌのＨ２Ｏ中に０．２グラムのＫＣｌ、０．２グラムのＫＨ２ＰＯ４、８グラムのＮａＣｌおよび２．１６グラムのＮａ２ＨＰＯ４＊７Ｈ２Ｏを含有する溶液が含まれるがこれらに限定されない。
【００５４】
低張担体は、上皮表面においてゲル形成性ポリマーを濃縮し、表面上で均一なゲル形成を生じる。低張担体は通常、主要成分として水を含有する。低張担体は水であり得るが、水と水混和性有機溶媒との混合物もまた使用され得る。適切な水混和性有機溶媒には、アルコール類、例えば、エタノール、イソプロパノール；ケトン類、例えば、アセトン；エーテル類、例えば、ジオキサンなど；およびエステル類、例えば、酢酸エチルが含まれる。
【００５５】
低張担体は、１つまたは複数の容量オスモル濃度改変性賦形剤を含有する蒸留水であり得る。塩化ナトリウムは、溶液が低張である場合に容量オスモル濃度を調整するために最も頻繁に使用される賦形剤である。低張溶液を調整するために使用される他の賦形剤には、グルコース、マンニトール、グリセロール、プロピレングリコールおよび硫酸ナトリウムが含まれる。容量オスモル濃度改変性賦形剤には、薬学的に許容される塩、例えば、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムまたは塩化カリウムが含まれ得る。張度を調整するために使用される他の賦形剤には、グルコース、マンニトール、グリセロールまたはプロピレングリコールが含まれ得る。
【００５６】
低張担体は、その粘膜表面において、有効な等張点（流体が上皮によって吸収も分泌もされない濃度）未満の任意の容量オスモル濃度を有し得る。等張点は、その上皮表面における能動的イオン輸送に依存して、異なる粘膜表面および異なる緩衝液について変動する；例えば、本発明者らは、ナトリウムベースの溶液についての膣における等張点が約３００ｍＯｓｍ／Ｌであるが、結腸直腸では約４５０ｍＯｓｍ／Ｌであることを見出した。一部の実施形態では、溶液は、５０ｍＯｓｍ／Ｌ〜２８０ｍＯｓｍ／Ｌ、１００ｍＯｓｍ／Ｌ〜２８０ｍＯｓｍ／Ｌ、１５０ｍＯｓｍ／Ｌ〜２５０ｍＯｓｍ／Ｌ、２００ｍＯｓｍ／Ｌ〜２５０ｍＯｓｍ／Ｌ、２２０ｍＯｓｍ／Ｌ〜２５０ｍＯｓｍ／Ｌ、２２０ｍＯｓｍ／Ｌ〜２６０ｍＯｓｍ／Ｌ、２２０ｍＯｓｍ／Ｌ〜２７０ｍＯｓｍ／Ｌまたは２２０ｍＯｓｍ／Ｌ〜２８０ｍＯｓｍ／Ｌの張度を有する。
【００５７】
低張担体には、１つもしくは複数の薬学的に許容される酸、１つもしくは複数の薬学的に許容される塩基、またはそれらの塩が含まれ得る。薬学的に許容される酸には、臭化水素酸、塩酸および硫酸、ならびに有機酸、例えば、メタンスルホン酸、酒石酸およびマレイン酸（ｍａｌｃｉｃ  ａｃｉｄ）が含まれる。薬学的に許容される塩基には、アルカリ金属（例えば、ナトリウムまたはカリウム）およびアルカリ土類金属（例えば、カルシウムまたはマグネシウム）の水酸化物、ならびに有機塩基、例えば、薬学的に許容されるアミンが含まれる。低張担体には、薬学的に許容される緩衝液、例えば、クエン酸緩衝液またはリン酸緩衝液が含まれ得る。
【００５８】
Ｃ．さらなる薬剤
低張ゲル形成性組成物は、治療剤、予防剤、診断剤および／または栄養補助剤（ｎｕｔｒａｃｅｕｔｉｃａｌ）を含む、送達されるまたはヒドロゲル障壁中に取り込まれる１つまたは複数の薬剤を含有し得る。「生理活性薬剤」および「活性薬剤」は、相互交換可能に使用され、限定なしに、身体において局所的または全身的に作用する生理学的または薬理学的に活性な物質を含む。生物学的に活性な薬剤は、処置に使用される物質（例えば、治療剤）、予防に使用される物質（例えば、予防剤）、診断に使用される物質（例えば、診断剤）、疾患もしくは病気の治癒もしくは緩和に使用される物質、身体の構造もしくは機能に影響を与える物質、またはそれらが所定の生理学的環境中に置かれた後に生物学的に活性になるもしくはより活性になるプロドラッグである。例には、小分子薬物、ペプチド、タンパク質、抗体、糖、多糖、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、アプタマー、ｓｉＲＮＡ、核酸、およびそれらの組合せが含まれ得るがこれらに限定されない。薬剤は、小分子（例えば、２０００、１５００、１０００、７５０または５００原子質量単位（ａｍｕ）未満の分子量）もしくは生体分子、例えば、ペプチド、タンパク質、核酸、多糖、脂質、糖タンパク質、リポタンパク質、またはそれらの組合せであり得る。薬剤には、Ｍａｒｔｉｎｄａｌｅ：  Ｔｈｅ  Ｃｏｍｐｌｅｔｅ  Ｄｒｕｇ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、第３７版（Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｐｒｅｓｓ、Ｌｏｎｄｏｎ、２０１１年）に記載される薬剤のうち１つまたは複数が含まれ得る。
【００５９】
低張ゲル形成性製剤は、処置されている疾患状態の１つもしくは複数の症状を処置、阻害または軽減するための、治療有効量の治療剤を含有し得る。低張ゲル形成性組成物は、疾患または障害の１つまたは複数の症状を予防するための、有効量の予防剤を含有し得る。
【００６０】
薬剤の例示的なクラスには、合成および天然タンパク質（酵素、ペプチド−ホルモン、受容体、増殖因子、抗体、シグナル伝達分子が含まれる）、ならびに合成および天然核酸（ＲＮＡ、ＤＮＡ、アンチセンスＲＮＡ、三重鎖ＤＮＡ、阻害的ＲＮＡ（ＲＮＡｉ）およびオリゴヌクレオチドが含まれる）、ならびにそれらの生物学的に活性な部分が含まれるがこれらに限定されない。
【００６１】
薬剤は、抗感染症剤（抗生物質、抗ウイルス剤、抗真菌剤）、抗炎症剤、産児調節のためのもの、代謝性障害の処置のためのもの、胸やけまたは潰瘍の処置のためのもの、心血管障害、例えば、高血圧およびアテローム動脈硬化症の処置のためのもの、神経活性剤、ならびに化学療法剤であり得る。
【００６２】
有用なタンパク質の例には、ホルモン、例えば、インスリン、およびソマトメジンを含む成長ホルモンが含まれる。有用な薬物の例には、神経伝達物質、例えば、Ｌ−ＤＯＰＡ、降圧剤または塩利尿剤、例えば、Ｓｅａｒｌｅ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓのメトラゾン、炭酸脱水酵素阻害剤、例えば、Ｌｅｄｅｒｌｅ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓのアセタゾラミド、インスリン様薬物、例えば、グリブリド、スルホニルウレアクラスの血中グルコース低下薬、合成ホルモン、例えば、Ｂｒｏｗｎ  ＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓのＡｎｄｒｏｉｄ  ＦおよびＩＣＮ  ＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓのＴｅｓｔｒｅｄ（登録商標）（メチルテストステロン）が含まれる。代表的な抗増殖（抗がんまたは子宮内膜症）剤には、アルキル化剤（例えば、シスプラチン、カルボプラチン、オキサリプラチン、メクロレタミン、シクロホスファミド、クロラムブシル、ダカルバジン、ロムスチン、カルムスチン、プロカルバジン、クロラムブシルおよびイホスファミド）、代謝拮抗剤（例えば、フルオロウラシル（５−ＦＵ）、ゲムシタビン、メトトレキセート、シトシンアラビノシド、フルダラビンおよびフロクスウリジン）、有糸分裂阻害剤（タキサン類、例えば、パクリタキセルおよびドセタキセル（ｄｅｃｅｔａｘｅｌ）ならびにビンカアルカロイド類、例えば、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビノレルビンおよびビンデシンが含まれる）、アントラサイクリン類（ドキソルビシン、ダウノルビシン、バルルビシン、イダルビシンおよびエピルビシン、ならびにアクチノマイシン類、例えば、アクチノマイシンＤが含まれる）、細胞傷害性抗生物質（マイトマイシン、プリカマイシンおよびブレオマイシンが含まれる）、トポイソメラーゼ阻害剤（カンプトテシン類、例えば、カンプトテシン、イリノテカンおよびトポテカン、ならびにエピポドフィロトキシン類の誘導体、例えば、アムサクリン、エトポシド、リン酸エトポシドおよびテニポシドが含まれる）、ならびにそれらの組合せが含まれるがこれらに限定されない。他の適切な抗がん剤には、血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）に対する抗体、例えば、ベバシズマブ（ＡＶＡＳＴＩＮ（登録商標））、他の抗ＶＥＧＦ化合物を含む血管形成阻害剤；サリドマイド（ＴＨＡＬＯＭＩＤ（登録商標））およびそれらの誘導体、例えば、レナリドミド（ＲＥＶＬＩＭＩＤ（登録商標））；エンドスタチン；アンジオスタチン；受容体チロシンキナーゼ（ＲＴＫ）阻害剤、例えば、スニチニブ（ＳＵＴＥＮＴ（登録商標））；チロシンキナーゼ阻害剤、例えば、ソラフェニブ（Ｎｅｘａｖａｒ（登録商標））、エルロチニブ（Ｔａｒｃｅｖａ（登録商標））、パゾパニブ、アキシチニブおよびラパチニブ；トランスフォーミング増殖因子−αまたはトランスフォーミング増殖因子−β阻害剤、ならびに上皮増殖因子受容体に対する抗体、例えば、パニツムマブ（ＶＥＣＴＩＢＩＸ（登録商標））およびセツキシマブ（ＥＲＢＩＴＵＸ（登録商標））が含まれる。
【００６３】
画像化のために、放射性材料、例えば、テクネチウム９９（９９ｍＴｃ）または磁性材料、例えば、標識化Ｆｅ２Ｏ３が使用され得る。他の材料の例には、放射線不透過性である気体または気体放出性化合物が含まれる。
【００６４】
ＩＩＩ．低張ゲル形成性組成物の方法および調製
製剤は、投与のために液体として調製され得る。典型的には、これらは、適切なアプリケーター中の単一または複数の投薬単位として調製される。粉末単位は、二重チャンバーにされ得、一方は、張度を調整するための賦形剤ありまたはなしで溶媒を含有し、他方は、ヒドロゲル形成性材料を含有し、典型的には、投与すべき１つまたは複数の薬剤もまた含む。複数の投薬単位は典型的に、粉末を充填したバレル（ｂａｒｒｅｌ）、およびその上に投薬量増分を有するプランジャーを含む。これらは典型的に、無菌化され、貯蔵および流通のために、密封無菌包装中に包装される。
【００６５】
投薬単位投与器は、薬物が、例えば、直腸内、膣内、鼻腔内または頬内送達される解剖学的位置に適合するように設計され得る。
【００６６】
ＩＶ．低張ゲル形成性組成物を投与する方法
低張ゲル形成性組成物は、主に、任意の水吸収性表面に適用され得る。一実施形態では、製剤は、治療的、予防的、診断的または栄養学的効果を必要とする対象の上皮表面上の粘膜コーティングに、液体として適用される。ゲル形成性組成物は、低張溶液、または低張溶液を形成する試薬が表面と接触する限り、当業者に公知のいくつもの方法で適用され得る。ゲル形成性組成物を低張製剤として適用することによって、水は、上皮組織中に吸収される。水吸収は、表面におけるゲル形成性ポリマーの濃縮を提供し、表面において均一なゲル形成を生じる。別の実施形態では、ゲルは、それが凝固する際に、または部分的に固体の形態で適用され、それによって、障壁、レザーバーもしくはデポ、またはそれらの組合せとして作用する。ゲル形成性組成物中の薬剤または賦形剤は、ゲル中に封入され得、表面においてまたは表面中に放出され得る。
【００６７】
低張ゲル形成性組成物は、任意の上皮表面に適用され得る。ゲル形成性組成物を低張溶液として適用することは、上皮細胞による水吸収および上皮表面におけるゲル形成を生じる。上皮表面には、口腔表面、咽頭表面、食道表面、肺表面、眼表面、耳表面、鼻表面、頬表面、舌表面、膣表面、子宮頸部表面、尿生殖器表面、消化器表面（ａｌｉｍｅｎｔａｒｙ  ｓｕｒｆａｃｅ）、肛門直腸表面および／または皮膚表面が含まれ得る。投与の好ましい経路には、直腸および膣、または他の粘膜コーティングされた表面が含まれる。
【００６８】
本発明は、以下の非限定的な実施例への参照によってさらに理解される。
【実施例】
【００６９】
（実施例１  非付着性ナノ粒子輸送は、種々の熱感受性ゲル製剤において増強される）
材料および方法
非付着性ナノ粒子（ＰＳＰＥＧ）を使用して、複数の熱感受性ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）ゲルの孔構造を、それらのＣＧＣにおいて評価した。試験した熱感受性ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）ゲルは、１５％Ｆ６８、２４％Ｐ１０４、１８％Ｆ６８／１５％Ｆ１２７、２４％Ｆ９８および１８％Ｆ１２７を含んだ。多粒子追跡（ＭＰＴ）を使用して、３７℃に設定した温度制御チャンバー中でインキュベートしたゲル中のＰＳＰＥＧの運動を観察した。データを、秒（ｓ）での時間尺度の関数としての、アンサンブル平均した平均二乗変位（＜ＭＳＤ＞、μｍ２）として報告した。
【００７０】
蛍光カルボキシレート改変ポリスチレンナノ粒子（ＰＳ−ＣＯＯＨ）、サイズ１００ｎｍを、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）で高密度にコーティングして、非付着性ＰＥＧコーティングされたＰＳナノ粒子（ＰＳＰＥＧ）を生成した。簡潔に述べると、５ｋＤａのメトキシ−ＰＥＧ−アミン、Ｎ−ヒドロキシスルホスクシンイミドおよび１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミドを、２００ｍＭホウ酸緩衝液中に溶解させ、ＰＳ−ＣＯＯＨに添加して、カルボン酸およびアミン基のカップリングを促進した。ナノ粒子のサイズを、動的光散乱（９０°散乱角）を使用して特徴付け、ζ−電位を、Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ  Ｎａｎｏ  ＺＳ９０を用いたレーザードップラー流速測定によって決定した。
【００７１】
結果
図１に示すように、１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧのＭＳＤは、試験した異なるゲルについて有意に変動し、粒子の拡散は、１５％Ｆ６８ゲルにおいて最も速く、１８％Ｆ１２７ゲルにおいて最も緩慢であった。図２Ａ〜２Ｅは、各ゲル中のナノ粒子について計算した平均ＭＳＤ値の範囲を支持する、種々のゲル中の１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧについての典型的な軌跡を示す。ＰＳＰＥＧは、１５％Ｆ６８ゲルにおいて比較的迅速に拡散できたが、ナノ粒子は、１８％Ｆ１２７ゲルにおいては完全に不動化された（表１）。このサイズの粒子を不動化するゲルは、ナノサイズの物体（ウイルスを含む）に対する立体障壁特性を有し得るが、ナノ粒子拡散に対して許容的なゲルは、上皮に送達され細胞によって取り込まれる必要があるナノ粒子を投与するのに適切であり得る。
【００７２】
【表１】
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【００７３】
（実施例２  ムチン糖ポリマーの存在下でのゲル孔サイズにおける変化）
通常の投与の場合のようにそれらの臨界ゲル化濃度（ＣＧＣ）にあるポロクサマーゲルと、それらのＣＧＣ未満の低張溶液中のポロクサマーゲルとの間の差異を調査した。そのＣＧＣにおいて膣または結腸直腸中に投与されたポロクサマーゲルは、管腔においてゲルの「プラグ」を形成する。対照的に、ＣＧＣ未満で低張性に投与されたポロクサマー溶液からの流体は、上皮表面によって吸収され、ポロクサマーを粘液ゲル中に引き込み、かつ上皮に対して引き寄せる。ポロクサマーが濃縮されると、これは粘液と混合する。内因性ムチン糖ポリマーと混合することは、ゲル化に必要なゲル化剤の濃度、および得られたゲル／ムチン混合物の孔構造を含む、低張ゲル化剤のゲル化特性に影響を与えると仮定された。
【００７４】
ゲルの孔構造は、特に、ゲル化ビヒクルがＣＧＣ未満で低張性に投与される場合、上皮細胞上の粘液層において見出されるものなどのムチン糖ポリマーと混合することによって、変更され得る。異なる濃度のムチンへのゲルの適用後のゲルの孔構造における変化について試験するために、以下の研究を実施した。
【００７５】
材料および方法
非付着性ナノ粒子（ＰＳＰＥＧ）を使用して、１５％Ｆ６８、２４％Ｐ１０４、１８％Ｆ６８／１５％Ｆ１２７、２４％Ｆ９８および１８％Ｆ１２７を含む複数の熱感受性ポロクサマーゲルの孔構造を、それらのＣＧＣにおいて評価した。多粒子追跡（ＭＰＴ）を使用して、３７℃に設定した温度制御チャンバー中でインキュベートしたゲル中のＰＳＰＥＧの運動を観察した。
【００７６】
実施例１と類似のＭＰＴ実験を、１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧ粒子および１％ブタ胃ムチン（市販されている）と混合したまたはヒト頸腟部粘液（ＣＶＭ）と１：１（５０％粘液）混合したゲルを用いて３７℃で実施した。
【００７７】
結果
図３に示すように、１８％Ｆ１２７ゲルの構造は、ポリマーをムチンまたは粘液と混合することによって有意に影響を受けた。１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧは、ムチン／粘液の存在下でより可動性になり、ゲルの孔サイズにおける増加を示した。対照的に、２４％Ｆ９８ゲルの孔構造は、ムチンによっても粘液によっても有意に影響を受けなかった（図４）が、それは、粒子の可動性が、ムチン／粘液の存在下で変化しなかったからである。１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧの軌跡は、１８％Ｆ１２７をムチン／粘液と混合した場合にはより拡散性になったが、１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧは、ムチン／粘液を有する２４％Ｆ９８中では同様に不動化された。
【００７８】
（実施例３  上皮に対してゲル化した低張ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）ゲル化剤によるウイルスの捕捉）
マウス膣への投与後に、低張ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）ゲル化剤が上皮に対してゲル化し、ウイルスを捕捉する能力を調査した。捕捉は、上皮による流体吸収が、ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）溶液をそれらのＣＧＣに濃縮し、ゲル化を誘導するのに十分なほど顕著であった場合にのみ生じ、結腸直腸中に存在する粘液と混合しても、ゲル中の孔がウイルスよりも大きい直径まで大きくなることはなかった。
【００７９】
材料および方法
蛍光標識されたヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ、約１２０ｎｍ）および単純ヘルペスウイルス１型（ＨＳＶ、約１８０ｎｍ）の両方の捕捉を試験した。
【００８０】
ＨＳＶ−１ウイルスは、Ｐｒａｓｈａｎｔ  Ｄｅｓａｉ（Ｊｏｈｎｓ  Ｈｏｐｋｉｎｓ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）が生成した。組換えウイルスは、赤色蛍光タンパク質（ＲＦＰ）を内部的に発現し（Ｄｅｓａｉ，  Ｐ．；Ｓｅｘｔｏｎ，  Ｇ．  Ｌ．；Ｈｕａｎｇ，  Ｅ．；Ｐｅｒｓｏｎ，  Ｓ．、Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｅｒｐｅｓ  ｓｉｍｐｌｅｘ  ｖｉｒｕｓ  ｔｙｐｅ  １  ＵＬ３７  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｇｏｌｇｉ  ｃｏｍｐｌｅｘ  ｒｅｑｕｉｒｅｓ  ＵＬ３６  ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｃａｐｓｉｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．  Ｊ  Ｖｉｒｏｌ  ２００８年、８２巻、１１３５４〜６頁）、従って、蛍光標識は、ウイルス表面とゲル／粘液との間の相互作用に影響を与えないはずである。
【００８１】
ＨＩＶウイルスは、Ｓａｍｕｅｌ  Ｌａｉ（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）が生成した。組換えウイルスは、ＹＵ２  Ｅｎｖでシュードタイプ化したＧａｇ構造タンパク質またはＶｐｒアクセサリータンパク質に融合したｍＣｈｅｒｒｙフルオロフォアを内部的に発現する。同様に、蛍光標識は、ウイルス表面とゲル／粘液との間の相互作用に影響を与えないはずである。
【００８２】
結果
図５に示すように、ＨＩＶは、ゲルがない場合、マウス膣粘液中で拡散する。１０％および１５％Ｆ１２７（ＣＧＣは１８％である）の投与は、ＭＳＤにおける中程度の減少を生じる。図３に示すように、粘液と混合したＦ１２７ゲルは、ウイルスサイズの粒子を効率的に捕捉しない。対照的に、１８％Ｆ９８（ＣＧＣは２４％である）の投与は、膣において引き続いて投与されたＨＩＶの有効な捕捉を生じる。サイズがより大きいＨＳＶについて、１５％Ｆ１２７および１８％Ｆ９８は共に、ＨＳＶの拡散を低減させるが、１８％Ｆ９８は、ＨＳＶを捕捉するのにより有効であった（図６）。
【００８３】
（実施例４  結腸直腸における低張ゲル化剤の輸送特性の試験）
材料および方法
結腸直腸において低張ゲル化剤によってＰＳＰＥＧナノ粒子またはＨＩＶを捕捉するさらなる試験を実施した。ＰＳＰＥＧナノ粒子を、実施例１に記載したように調製した。ＨＩＶを、実施例３に記載したように調製した。
【００８４】
結果
蛍光標識されたＨＩＶは、マウス結腸直腸粘液を通じて迅速に拡散したが、ＣＧＣ未満のゲル化剤の低張溶液（１０％Ｆ１２７）をウイルスの前に導入した場合、ウイルスは、粘液中に付着により捕捉されるナノ粒子、１００ｎｍ  ＰＳナノ粒子と同様に、不動化された（ゲルなしの場合のウイルスよりも＞５００倍緩慢な動き）（図８）。
【００８５】
１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧの捕捉に基づいて、１２％Ｆ９８は、Ｆ９８についてのＣＧＣ（２４％）に有効に達するには希薄すぎたが、１８％Ｆ９８は、十分に濃縮されたことが見出された（図９）。さらに、１８％Ｆ９８および１０％Ｆ１２７は共に、ゲル化剤の１時間後に投与されたＨＩＶを捕捉するのに有効であった（図１０）。この現象により、結腸直腸粘液と比較した、膣粘液と低張ゲル化剤を混合した場合に形成するゲルにおける特異的な差異が強調される。
【００８６】
（実施例５  膣適用後の低張ゲル化剤によるモデル薬物フルオレセインの増加した保持）
膣適用後に、低張ゲル化ビヒクルは、膣ヒダを含む上皮をコーティングし、膣管腔の中央部において形成されたゲルのボーラス（ＣＧＣにおいて投与されたゲル化剤の場合と同様）と比較して、より長い膣保持をもたらし得る。
【００８７】
材料および方法
フルオレセインを、脱イオン（ＤＩ）水、ＣＧＣにある熱ゲル（１８％Ｆ１２７）または低張熱ゲル（１０％Ｆ１２７）のいずれか中で投与し、保持を２４時間の時点で評価した。パーセント蛍光保持（％）を、投与直後の蛍光に基づいて正規化した。データは、各ｎ≧３のマウスを用いたｎ＝３実験の代表であった。
【００８８】
結果
図１１に示すように、１０％における低張ゲル化剤Ｆ１２７は、そのＣＧＣ（１８％）において投与したＦ１２７中のフルオレセインと比較して、２４時間後に、モデル薬物フルオレセインの増加した膣保持を提供した。両方のゲルが、水中での投与よりも、膣においてより長くフルオレセインを保持した。
【００８９】
（実施例６  低張ゲル化剤の毎日の膣適用後のサイトカイン放出）
毒性は、粘膜表面への適用のための製品を設計する場合の重要な懸念である。ある特定の殺菌剤製品からの膣毒性および刺激は、保護を提供するのではなく、性感染症に対する感受性を事実上増加させる（Ｓｅｇａｒｒａら、ＰＬｏＳ  Ｏｎｅ、６巻（１１号）、ｅ２７６７５頁、２０１１年）。膣ＨＩＶ感染に対する感受性を増加させることが公知の製品ノノキシノール−９（Ｎ９）は、マウスにおける７日間の毎日の膣投与後に、サイトカインＩＬ−１β（上皮傷害に応答して放出される）の放出を引き起こす（Ｅｎｓｉｇｎら、Ｓｃｉ  Ｔｒａｎｓｌ  Ｍｅｄ、４巻（１３８号）：１３８ｒａ７９頁、２０１２年）。
【００９０】
従って、ヒドロキシエチルセルロースプラセボゲル、１％Ｆ１２７、１８％Ｆ１２７および５％Ｎ９の毎日の膣投与後のＩＬ−１βサイトカイン放出を、７日間の適用後に評価した。
【００９１】
材料および方法
２０μＬの各試験薬剤を、７日間１日１回、プロゲスチン誘導性発情間期（ＤＰ）マウスモデルに膣内投与した（Ｌ．Ｍ．  Ｅｎｓｉｇｎ、Ｂ．Ｃ．  Ｔａｎｇ、Ｙ．Ｙ．  Ｗａｎｇ、Ｔ．Ａ．  Ｔｓｅ、Ｔ．  Ｈｏｅｎ、Ｒ．  Ｃｏｎｅ、Ｊ．  Ｈａｎｅｓ、Ｍｕｃｕｓ−ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ  ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｆｏｒ  ｖａｇｉｎａｌ  ｄｒｕｇ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｐｒｏｔｅｃｔ  ａｇａｉｎｓｔ  ｈｅｒｐｅｓ  ｓｉｍｐｌｅｘ  ｖｉｒｕｓ、Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ、４巻（２０１２年）１３８ｒａ１７９頁）。８日目に、各マウスを、５０μＬのＰＢＳで２回洗浄した。各洗浄試料を、さらなる２００μＬのＰＢＳで希釈し、遠心分離して粘液プラグを除去した。上清（５０μＬ）を使用して、Ｑｕａｎｔｉｋｉｎｅ  ＥＬＩＳＡキット（Ｒ＆Ｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）を使用してＩＬ−１βの濃度を測定した。ＥＬＩＳＡを、製造業者の指示に従って実施した。
【００９２】
結果
１８％Ｆ１２７の７日間の毎日の適用は、５％Ｎ９と類似したＩＬ−１β放出を引き起こしたことが見出され、これは、感染に対する感受性における増加をもたらし得る上皮刺激が存在したことをおそらくは示している。対照的に、ＨＩＶ臨床試験においてプラセボとしてしばしば使用されるヒドロキシエチルセルロースプラセボゲルなどの製品および１％Ｆ１２７溶液は、処置なし対照からは識別不能なサイトカイン放出を有した（図１２）。この結果は、低張１％Ｆ１２７溶液が、ＣＧＣ超のＦ１２７濃度を含有する製品よりも、より安全な膣ｉｎ  ｓｉｔｕゲル化製品であることを示した。
【００９３】
結果
図１２Ａに示すように、１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧのＭＳＤは、試験した異なるゲルについて有意に変動し、粒子の拡散は、１５％Ｆ６８ゲルにおいて最も速く、１８％Ｆ１２７ゲルにおいて最も緩慢であった。図１２Ｂは、各ゲル中のナノ粒子について計算した平均ＭＳＤ値の範囲を支持する、種々のゲル中の１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧについての典型的な軌跡を示す。ＰＳＰＥＧは、１５％Ｆ６８ゲルにおいて比較的迅速に拡散できたが、ナノ粒子は、１８％Ｆ１２７ゲルにおいては完全に不動化された（表２）。このサイズの粒子を不動化するゲルは、ナノサイズの物体（ウイルスを含む）に対する立体障壁特性を有し得るが、ナノ粒子拡散に対して許容的なゲルは、上皮に送達され細胞によって取り込まれる必要があるナノ粒子を投与するのに適切であり得る。
【００９４】
しかし、ゲルの孔構造は、特に、ゲル化ビヒクルが送達ビヒクルとしてＣＧＣ未満で低張性に投与される場合、ムチン糖ポリマーと混合することによって、変更され得る。従って、類似のＭＰＴ実験を、１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧ粒子および１％ブタ胃ムチン（市販されている）と混合したまたはヒト頸腟部粘液（ＣＶＭ）と１：１（５０％粘液）混合したゲルを用いて３７℃で実施した。図１Ａに示すように、１８％Ｆ１２７ゲルの構造は、ポリマーをムチンまたは粘液と混合することによって有意に影響を受けた；１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧは、ムチン／粘液の存在下でより可動性になった。対照的に、２４％Ｆ９８ゲルの孔構造は、ムチンによっても粘液によっても有意に影響を受けなかった（図１Ａ）。これは、１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧの軌跡は、１８％Ｆ１２７をムチン／粘液と混合した場合にはより拡散性になったが、１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧは、ムチン／粘液を有する２４％Ｆ９８中では同様に不動化されたことから、図１Ｂにさらに例示される。ウイルスに対する物理的障壁としての低張ゲル化剤の使用のためには、粘液との混合の際のＦ１２７ゲル孔サイズにおける増加は、理想的ではない。しかし、これは、ナノ粒子のための送達ビヒクルとしての使用のために有利であり得る。ゲル化ビヒクルは、ＣＧＣ未満の濃度で投与される。ゲル化剤は、流体が吸収されるとＣＧＣまで濃縮され、これは、膣および結腸直腸の上皮表面を裏打ちする粘液と接触することで生じる。
【００９５】
次いで、マウス膣への投与後に、低張ポロクサマーゲル化剤が上皮に対してゲル化し、ウイルスを捕捉することができるかどうかを調査した。捕捉は、上皮による流体吸収が、ポロクサマー溶液をそれらのＣＧＣに濃縮し、ゲル化を誘導するのに十分なほど顕著であった場合にのみ生じ、結腸直腸中に存在する粘液と混合しても、ゲル中の孔がウイルスよりも大きい直径まで大きくなることはなかった。蛍光標識されたヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ、約１２０ｎｍ）および単純ヘルペスウイルス１型（ＨＳＶ、約１８０ｎｍ）の両方の捕捉を試験した。図３Ａに示すように、ＨＩＶは、ゲルがない場合、マウス膣粘液中で拡散し、１０％および１５％Ｆ１２７（ＣＧＣは１８％である）の投与は、ＭＳＤにおける中程度の減少を生じる。図２に示すように、粘液と混合したＦ１２７ゲルは、ウイルスサイズの粒子を効率的に捕捉しない。対照的に、１８％Ｆ９８（ＣＧＣは２４％である）の投与は、膣において引き続いて投与されたＨＩＶの有効な捕捉を生じる。サイズがより大きいＨＳＶについて、１５％Ｆ１２７および１８％Ｆ９８は共に、ＨＳＶの拡散を低減させるが、１８％Ｆ９８は、ＨＳＶを捕捉するのにより有効であった（図３Ｂ）。１ｓの時間尺度における個々のウイルスＭＳＤの分布は、低張ゲル化剤をウイルスの１時間前に膣投与した場合のウイルスの捕捉（左へのシフト）をさらに例示した。
【００９６】
結腸直腸における低張ゲル化剤による捕捉のさらなる試験において、１００ｎｍ  ＰＳＰＥＧの捕捉に基づいて、１２％Ｆ９８は、Ｆ９８についてのＣＧＣ（２４％）に有効に達するには希薄すぎたが、１８％Ｆ９８は、十分に濃縮されたことが見出された（図４Ａ）。次いで、１８％Ｆ９８および１０％Ｆ１２７は共に、ゲル化剤の１時間後に投与されたＨＩＶを捕捉するのに有効であったことが発見された（図４Ｂ）。この現象により、結腸直腸粘液と比較した、膣粘液と低張ゲル化剤を混合した場合に形成するゲルにおける特異的な差異が強調される。
【００９７】
薬物送達の観点からゲル化ビヒクルを見ると、低張ゲル化ビヒクルが、膣ヒダを含む上皮をコーティングし、これが、膣管腔の中央部において形成されたゲルのボーラス（ＣＧＣにおいて投与されたゲル化剤の場合と同様）と比較して、より長い膣保持をもたらすことが仮定された。実際、図５に示すように、本発明者らは、１０％Ｆ１２７が、Ｆ１２７中のフルオレセインと比較して、２４時間後に、モデル薬物フルオレセインの増加した膣保持を提供したことを見出した。
【図１】
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【図２Ａ−２Ｅ】
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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７−１】
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【図７−２】
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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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【国際調査報告】
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