(57)【要約】本明細書において、小分子を保持できる汎用性ゾル−ゲル／ヒドロゲルベースのナノ及びマイクロ粒子製造のための送達プラットフォームを開示する。この送達プラットフォームは、局所、経皮、ＩＶ、ＩＰ及びエアゾール薬物送達に適している。また、本明細書において、前記粒子を用いる治療法も開示する。【選択図】図１
2020507586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬物を保持しているナノ粒子及び／又はマイクロ粒子の製造法であって、
（ａ）シラン、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、又は加水分解可能シランを、メタノールとｐＨ≦３を有する水を用いて加水分解して混合物を形成させる工程；
（ｂ）５〜８のｐＨを有する水、任意にポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、及び任意に薬物を、工程（ａ）の混合物と合わせ、ＰＥＧ及び／又は薬物を含んでもよい固体のヒドロゲルモノリスを形成させる工程；
（ｃ）得られた固体ヒドロゲルモノリスを取り出す工程；
（ｄ）任意に、前記モノリスを薬物とインキュベートしてヒドロゲル薬物組成物を形成させる工程、ここで工程（ｄ）の薬物は工程（ｂ）の薬物と同じでも又は異なっていてもよく；
（ｅ）工程（ｄ）の組成物を凍結乾燥して乾燥材料を形成させる工程；
（ｆ）工程（ｅ）の乾燥材料をボールミル粉砕又はジェットミル粉砕して粉末を形成させる；又は湿式粉砕して粒子のスラリーを形成させる工程；及び
（ｇ）任意に、湿式粉砕後に粒子の表面にポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、アニオン、カチオン、又はアルカンの内の一つ又は複数を適用する工程
を含み、それによって一つ又は複数の薬物を保持しているナノ粒子及び／又はマイクロ粒子を製造する方法。
【請求項２】
工程（ａ）で添加される水が約１．４のｐＨを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ａ）において、メタノールが２５〜７５％の濃度で存在する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
工程（ａ）において、メタノールが約４５％の濃度で存在する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
工程（ａ）が、約６０℃の温度で約１．５時間実施される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ＰＥＧがＰＥＧ２００ダルトン〜ＰＥＧ１０Ｋダルトンである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
加水分解可能シランが置換トリメトキシシランを含み、前記トリメトキシシランは、アルキル鎖か、チオール、アミン、カルボキシル、カルボニル、ＰＥＧ、ペプチド、糖、又は多糖を有するアルキル鎖か、又はそれらの組合せの一つ又は複数で置換されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
ペプチド、抗体、造影剤又はそれらの組合せを含むターゲティング分子がＰＥＧに結合されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの方法によって製造された、一つ又は複数の薬物を保持しているナノ粒子及び／又はマイクロ粒子。
【請求項１０】
疾患又は障害を有する対象の治療法であって、前記対象に治療上有効量の請求項９のナノ粒子及び／又はマイクロ粒子を投与することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
[0001]本願は、２０１７年２月１０日出願の米国仮出願第６２／４５７，４０５号に基づく利益を主張し、その内容は引用によって本明細書に援用する。
【技術分野】
【０００２】
[0002]本明細書において、小分子を保持できる汎用性ゾル−ゲル／ヒドロゲルベースのナノ及びマイクロ粒子製造のための送達プラットフォームを開示する。この送達プラットフォームは、局所、経皮、ＩＶ、ＩＰ及びエアゾール薬物送達に適している。
【０００３】
[0003]また、本明細書において、前記粒子を用いる治療法も開示する。
【背景技術】
【０００４】
[0004]標的部位に送達される薬物の量を、投与薬物の量を増やすことなく増加させ、送達される薬物の全身毒性も最小限にする標的薬物送達への取組みが求められている。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]本明細書において、局所、経皮、ＩＶ、ＩＰ及びエアゾール薬物送達に適切な汎用性小分子送達プラットフォームの製造法を開示する。このような材料を製造するための基本工程は以下の通りである。
【０００６】
[0006]ブランクのシラン誘導ゾル−ゲルブロックはブリンカー(Brinker)の方法論を用いて製造される。基本的なゾル−ゲル／ヒドロゲルモノリスは２つの工程で形成される。すなわち、出発シランの初期加水分解と、その後の、ゾル−ゲルを含むポリマーネットワークを生成する縮合反応である。基本的な処方は、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）か又はその他の類似のテトラ置換シラン、例えばテトラエトキシシラン（ＴＥＭＯＳ）などを利用している。加水分解されたＴＭＯＳは、Ｘ−トリメトキシシランなどの他の加水分解シランと混合できる（Ｘは、Ｓｉ基に結合した様々な側鎖、例えばチオール、アミン、アルキル鎖、脂肪酸、カルボキシ基、カルボニル基、ＰＥＧ鎖、糖、デンプン、ペプチドでありうる）。加水分解混合物は、その後縮合反応を受け、モノリス（一体）のゾル−ゲルを形成する。二つの加水分解集団の混合は、ポリマーに組み込まれたＸ側鎖によるポリマーネットワークのドーピングを可能にする。
【０００７】
[0007]次いで、適切に濃縮された送達物の溶媒中溶液（溶媒は凍結乾燥によって除去できる）をゾル−ゲルに導入することによって、ブランクのゾル−ゲルに所望の送達物を保持させる。送達物の溶解特性に応じて水性及び非水性の溶媒が送達物を保持させるのに使用できる。
【０００８】
[0008]ゾル−ゲルに送達物が適切に保持されたら、ゾル−ゲルは次に材料が完全に乾燥(dry/desiccated)されたように見えるまで凍結乾燥される。すべての溶媒（例えばアルコール又は水）はこの工程で除去される。
【０００９】
[0009]得られた乾燥材料は次にボールミル粉砕又はジェットミル粉砕されて、主にミクロンサイズの粒子を含む微粉末を生成する。サブミクロン粒子の寄与度、その寸法及び含有率は粉砕の様式に依存する。
【００１０】
[0010]乾式粉砕された粉末は次に湿式粉砕されてもよい。これにより、１００〜２００ナノメートルの直径領域にピーク分布を有する狭分布の粒子が得られる。
[0011]乾燥粒子は、乳鉢と乳棒を用いて湿式粉砕し、中間サイズの粒子を生成することもできる。
【００１１】
[0012]得られた材料は、有効性又は含量に何の明白な喪失もなしに、適切な冷蔵庫内で長期間保管できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】[0013]図１は、ブリンカー１プロトコルを用いた疎水性化合物の保持を示す。プロットは上から下へそれぞれ：コレステロール−ＢＤＰ、ＰｒｏＣｙ  Ｂ２／ＭｅＯＨ、パルミテート−ＮＢＤ、及びクルクミンである。
【図２】[0014]図２は、クルクミン保持ナノ粒子からの放出プロフィールの比較を示す。“ブリンカー（Ｂｒ）”はゲル化に７日間を要した高密度ゾル−ゲルで、クルクミンはゲル化の完了後に添加された。“９日間乾燥”は９日間風乾させたオリジナル製剤である。放出は懸濁粒子からエタノール又はメタノール中への放出である。プロットは上から下へそれぞれ：ＥｔＯＨオリジナル、ＥｔＯＨ９日間乾燥、ＭｅＯＨブリンカー、及びＥｔＯＨブリンカーである。
【図３Ａ】[0015]図３Ａは、Ｂｒ由来粒子からのＧＳＮＯ及びＮＡＣＳＮＯの放出を示す。（Ａ）と（Ｂ）では時間スケールが異なる。プロットは上から下へそれぞれ、プロットの右側に：Ｂｒ１−ＮＡＣＳＮＯ、Ｂｒ１−４ｘ−ＮＡＣＳＮＯ、及びＢｒ１−ＧＳＮＯである。
【図３Ｂ】[0015]図３Ｂは、Ｂｒ由来粒子からのＧＳＮＯ及びＮＡＣＳＮＯの放出を示す。（Ａ）と（Ｂ）では時間スケールが異なる。プロットは上から下へそれぞれ、プロットの右側に：Ｂｒ１−ＮＡＣＳＮＯ、Ｂｒ１−４ｘ−ＮＡＣＳＮＯ、及びＢｒ１−ＧＳＮＯである。
【図４】[0016]図４は、ＮＯ放出はチオール濃度が低下すると減少することを示す。プロットは上から下へそれぞれ、プロットの右側に：ＳＮＯｂ１２（５ｍｇ）、ＳＮＯｂ１２（５ｍｇ）、ＳＮＯｂ７（４ｍｇペースト）、及びＳＮＯｂ７（１５ｍｇ）である。
【図５】[0017]図５は、ゾル−ゲルマトリックスへの小ＰＥＧ鎖の組込みは、ＳＮＯ−ｎｐのＮＯ保持及び放出に影響を及ぼすことを示す。プロットは上から下へそれぞれ、プロットの右側に：ＳＮＯ１２＋ＰＥＧ及びＳＮＯ１２−ＰＥＧである。
【図６】[0018]図６は、粒子が１４時間にわたって一定量のＮＯを放出することを示す。
【図７】[0019]図７は、表面チオールの官能性はマレイミド結合を介したＰＥＧ化を可能にすることを示す。Ｃｙ３−ＰＥＧ  ３Ｋ、５７０ｎｍで最大蛍光。プロットは上から下へそれぞれ：ＮＰ懸濁液及び上清である。
【図８】[0020]図８は、様々なＰＥＧ量におけるクルクミンの放出を示す。プロットは上から下へそれぞれ、プロットの右側に：５０％ＰＥＧ、１００％ＰＥＧ、２５％ＰＥＧ及び０％ＰＥＧである。
【図９】[0021]図９は、様々なＰＥＧ量におけるＮＡＣＳＮＯの放出を示す。プロットは上から下へそれぞれ：１００％ＰＥＧ、５０％ＰＥＧ、２５％ＰＥＧ及び０％ＰＥＧである。
【図１０】[0022]図１０は、放出速度に対する表面ＰＥＧ化の効果を、例としてＴｒｐ放出を使用して示す。プロットは上から下へそれぞれ：Ｂｒ１、３％ｍｐｔｓ及び＋ＰＥＧ：〜１ｍｇである。
【図１１】[0023]図１１は、オクチル−ＴＭＯＳによるゲルのドーピングはＮＡＣＳＮＯの放出を低減することを示す。プロットは上から下へそれぞれ：ブリンカー１及び＋３％オクチルである。
【図１２】[0024]図１２は、オクチル−ＴＭＯＳによるドーピングは、Ｂｒ１からのクルクミンの放出を低減することを示す。プロットは上から下へそれぞれ：ブリンカー１及び＋３％オクチルである。
【図１３】[0025]図１３は、３％オクチル−ＴＭＯＳによるゲルのドーピングの脂質放出に及ぼす効果を示す。プロットは上から下へそれぞれ：コレステロール−ＢＤＰ、Ｃｈｏｌ／３％オクチル、パルミテート−ＮＢＤ、及びＰａｌｍ／３％オクチルである。
【図１４】[0026]図１４は、ドーピングがクルクミン放出に影響を及ぼすことを示す。プロットは上から下へそれぞれ：プロットの左側に：＋３％ＩＢＴＳ、＋３％ＭＴＳ、＋３％ＶＴＳ、ブリンカー１、＋３％ＯＴＳ、及び＋３％ＯＤＴＳである。
【図１５】[0027]図１５は、ドーピングがＮＡＣＳＮＯ放出に影響を及ぼすことを示す。プロットは上から下へそれぞれ、プロットの右側に：ブリンカー１、＋３％ＯＤＴＳ、＋３％オクチル、＋３％ＭＴＳ、＋３％ＩＢＴＳ及び＋３％ＶＴＳである。
【図１６】[0028]図１６は、エタノール中へのクルクミンの放出速度は、ゲル化ｐＨが高くなると増大することを示す。エタノール中へのクルクミンの放出速度は、ＰＥＧ４００ドープＢｒゾル−ゲルの縮合工程のｐＨが高くなると増大する。クルクミンはゾル−ゲルの形成後に添加される。プロットは上から下へそれぞれ、プロットの左側に：２５％ＰＥＧ、中ＮａＯＨ；２５％ＰＥＧ、低ＮａＯＨ；及び２５％ＰＥＧ、Ｈ２Ｏである。
【図１７】[0029]図１７は、ＡＰＴＳドープＢｒゾル−ゲルが、おそらくはスルホネート−アミン塩橋を介して粒子マトリックス中にエバンスブルーを保持することを示す。プロットは上から下へそれぞれ、プロットの右側に：Ｂｒ１（ＡＰＴＳなし）；ｂ２、中ＮａＯＨ；ｂ３、中ＮａＯＨ；及びｂ２、水である。
【図１８Ａ】[0030]図１８Ａは、クルクミンＡＰＴＳドープゲルを示す。ゲルは０．３％ＡＰＴＳでドープされている。縮合速度は、縮合工程前に添加されたＮａＯＨのｍＭ濃度（７５、６０、３０、１２）によって変化した。添加ＮａＯＨの量が減少するとゲル時間は増加した（２分、３０分、１５時間、１．５日：７５、６０、３０、１２ｍＭ  ＮａＯＨ）。クルクミンはエタノール中への放出。プロットは上から下へそれぞれ、プロットの左側に：７５ｍＭ、６０ｍＭ、３０ｍＭ及び１２ｍＭである。
【図１８Ｂ】[0030]図１８Ｂは、エバンスブルーＡＰＴＳドープゲルを示す。ゲルは０．３％ＡＰＴＳでドープされている。縮合速度は、縮合工程前に添加されたＮａＯＨのｍＭ濃度（７５、６０、３０、１２）によって変化した。添加ＮａＯＨの量が減少するとゲル時間は増加した（２分、３０分、１５時間、１．５日：７５、６０、３０、１２ｍＭ  ＮａＯＨ）。エバンスブルーは水中への放出。プロットは上から下へそれぞれ、プロットの左側に：７５ｍＭ、６０ｍＭ、３０ｍＭ及び１２ｍＭである。
【図１９Ａ】[0031]図１９Ａは、ＡＰＴＳあり及びなしの場合のゲルの比較を示す。（Ａ）低速ゲル。両ゲルとも形成に＞１日を要したので、微細孔構造を有する。＋ＡＰＴＳはエバンスブルーの放出を遅くし；クルクミン放出を増大させる。（Ｂ）中速ゲル。両ゲルとも形成に約１時間を要したので、中間の細孔構造を有する。（Ｃ）高速ゲル。エバンスブルーの放出プロフィール：ＡＰＴＳあり及びなしの場合の高速形成ゲルの比較。両ゲルとも形成に約２分間を要したので、開放細孔構造を有する。差違は、アミン基由来の正電荷によって付与される安定化のゆえである。（Ａ）プロットは上から下へそれぞれ：＋ＡＰＴＳ、ｔ＝１．５日間、クルクミン；−ＡＰＴＳ、ｔ＝３日間、ＥＢ；−ＡＴＰＳ、ｔ＝３日間、クルクミン；及び＋ＡＴＰＳ、ｔ＝１．５日間、ＥＢである。（Ｂ）プロットは上から下へそれぞれ、プロットの右側に：−ＡＰＴＳ、ｔ＝１時間、ＥＢ；＋ＡＰＴＳ、ｔ＝１／２時間、クルクミン；−ＡＴＰＳ、ｔ＝１時間、クルクミン；及び＋ＡＴＰＳ、ｔ＝１／２時間、ＥＢである。
【図１９Ｂ】[0031]図１９Ｂは、ＡＰＴＳあり及びなしの場合のゲルの比較を示す。（Ａ）低速ゲル。両ゲルとも形成に＞１日を要したので、微細孔構造を有する。＋ＡＰＴＳはエバンスブルーの放出を遅くし；クルクミン放出を増大させる。（Ｂ）中速ゲル。両ゲルとも形成に約１時間を要したので、中間の細孔構造を有する。（Ｃ）高速ゲル。エバンスブルーの放出プロフィール：ＡＰＴＳあり及びなしの場合の高速形成ゲルの比較。両ゲルとも形成に約２分間を要したので、開放細孔構造を有する。差違は、アミン基由来の正電荷によって付与される安定化のゆえである。（Ａ）プロットは上から下へそれぞれ：＋ＡＰＴＳ、ｔ＝１．５日間、クルクミン；−ＡＰＴＳ、ｔ＝３日間、ＥＢ；−ＡＴＰＳ、ｔ＝３日間、クルクミン；及び＋ＡＴＰＳ、ｔ＝１．５日間、ＥＢである。（Ｂ）プロットは上から下へそれぞれ、プロットの右側に：−ＡＰＴＳ、ｔ＝１時間、ＥＢ；＋ＡＰＴＳ、ｔ＝１／２時間、クルクミン；−ＡＴＰＳ、ｔ＝１時間、クルクミン；及び＋ＡＴＰＳ、ｔ＝１／２時間、ＥＢである。
【図１９Ｃ】[0031]図１９Ｃは、ＡＰＴＳあり及びなしの場合のゲルの比較を示す。（Ａ）低速ゲル。両ゲルとも形成に＞１日を要したので、微細孔構造を有する。＋ＡＰＴＳはエバンスブルーの放出を遅くし；クルクミン放出を増大させる。（Ｂ）中速ゲル。両ゲルとも形成に約１時間を要したので、中間の細孔構造を有する。（Ｃ）高速ゲル。エバンスブルーの放出プロフィール：ＡＰＴＳあり及びなしの場合の高速形成ゲルの比較。両ゲルとも形成に約２分間を要したので、開放細孔構造を有する。差違は、アミン基由来の正電荷によって付与される安定化のゆえである。（Ａ）プロットは上から下へそれぞれ：＋ＡＰＴＳ、ｔ＝１．５日間、クルクミン；−ＡＰＴＳ、ｔ＝３日間、ＥＢ；−ＡＴＰＳ、ｔ＝３日間、クルクミン；及び＋ＡＴＰＳ、ｔ＝１．５日間、ＥＢである。（Ｂ）プロットは上から下へそれぞれ、プロットの右側に：−ＡＰＴＳ、ｔ＝１時間、ＥＢ；＋ＡＰＴＳ、ｔ＝１／２時間、クルクミン；−ＡＴＰＳ、ｔ＝１時間、クルクミン；及び＋ＡＴＰＳ、ｔ＝１／２時間、ＥＢである。
【図２０】[0032]図２０は、クルクミン放出、中ＮａＯＨ、１５％ＰＥＧ、＋／−湿式乳棒、＋／−オクチルを示す。プロットは上から下へそれぞれ、プロットの右側に：中＋ＯＴＳ；中＋ＯＴＳ、湿式乳棒；中、湿式乳棒；及び中である。
【図２１】[0033]図２１は、クルクミン放出、オクチルドープ、１５％ＰＥＧ、＋／−湿式乳棒を示す。プロットは上から下へそれぞれ、プロットの右側に：高＋ＯＴＳ、乾式；低＋ＯＴＳ、乾式；低＋ＯＴＳ、湿式；及び高＋ＯＴＳ、湿式である。
【図２２】[0034]図２２は、ＳＮＯ“オリジナル”対“ブリンカー”ＮＯ放出を示す。ＳＮＯ−１２（１．４３ｕｍｏｌｅチオール／ｍｇ）；４０：６０  ＭＰＴＳ：ＴＭＯＳ；６０％（ｗ）ＰＥＧ；効率２９％（放出ＮＯ／チオール）。ＳＮＯ−ブリンカー（１．３１ｕｍｏｌｅチオール／ｍｇ）；２０：８０  ＭＰＴＳ：ＴＭＯＳ；１５％（ｗ）ＰＥＧ；効率２３％（放出ＮＯ／チオール）。プロットは上から下へそれぞれ、プロットの右側に：ＳＮＯ−１２及びＳＮＯ−ブリンカーである。
【図２３】[0035]図２３は、新規プロトコルナノ粒子からのナプロキセン放出を示す。ナプロキセンは水に微溶性であるので、メタノールへの低速放出は、水では超低速放出であることを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
定義
[0036]本明細書中に提供されている化合物及び方法に言及する場合、下記用語は特に明記されない限り下記の意味を有する。
【００１４】
[0037]本明細書において、“ヒドロゲル”は、拡大的乾燥を受けていないゾル−ゲルである。これに対し、キセロゲルは、拡大的乾燥を受けたゾル−ゲルである。ヒドロゲル及びゾル−ゲルという用語は本願においては互換的に使用される。
【００１５】
[0038]本明細書において、“ブリンカー”の化学、方法、方法論、プロセス及びプロトコルは、Ｂｒｉｎｋｅｒ，Ｃ．Ｊ．及びＳｃｈｅｒｅｒ，Ｇ．Ｗ．の、Ｓｏｌ−Ｇｅｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ：Ｔｈｅ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｓｏｌ−Ｇｅｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．１９９０に示されている化学及びプロセスを指す。
【００１６】
[0039]本明細書において、“薬剤”という用語は、がんに限定されないが、がんを含む疾患の予防、治療、管理及び／又は診断に使用するための任意の分子、化合物、及び／又は物質のことを言う。
【００１７】
[0040]本明細書において、“量”という用語は、特定の細胞集団又は細胞の量という文脈で使用される場合、特定の細胞集団又は細胞の頻度、量、パーセンテージ、相対量、又は数のことを言う。
【００１８】
[0041]本明細書において、“結合(bind又はbind(s))”という用語は、直接的であれ間接的であれ、特定の受容体（標的）又は受容体（標的）サブユニットに影響を及ぼす任意の相互作用のことを言う。
【００１９】
[0042]本明細書において、“障害”及び“疾患”という用語は、対象における病的状態を指すのに互換的に使用される。
[0043]本明細書において、“有効量”という用語は、疾患及びその一つ又は複数の症状の進行、再発、又は発症の防止をもたらす、別の療法の予防効果を増強又は改良する、疾患の重症度、期間を低減する、疾患の一つ又は複数の症状を改善する、疾患の進行を防止する、疾患の退行をもたらす、及び／又は別の療法の治療効果を増強又は改良するのに十分な療法量のことを言う。
【００２０】
[0044]本明細書において、“ヒト高齢者”という語句は、６５歳以上、好ましくは７０歳以上のヒトを指す。
[0045]本明細書において、“ヒト成人”という語句は、１８歳以上のヒトを指す。
【００２１】
[0046]本明細書において、“ヒト子供”という語句は、月齢２４ヶ月〜年齢１８歳のヒトを指す。
[0047]本明細書において、“ヒト幼児”という語句は、２４ヶ月未満、好ましくは１２ヶ月未満、６ヶ月未満、３ヶ月未満、２ヶ月未満、又は１ヶ月未満の月齢のヒトを指す。
【００２２】
[0048]本明細書において、対象への療法の投与という文脈で使用されている“組み合わせて”という用語は、二つ以上の療法（例えば予防的及び／又は治療的）を使用することを言う。“組み合わせて”という用語の使用は、療法（例えば第一及び第二の療法）が対象に投与される順序を制限しない。一つの療法は、疾患又は障害を持っていた、持っている、又は罹患しやすい対象に第二の療法を投与する前（例えば、１分、５分、１５分、３０分、４５分、１時間、２時間、４時間、６時間、１２時間、２４時間、４８時間、７２時間、９６時間、１週間、２週間、３週間、４週間、５週間、６週間、８週間、又は１２週間前）、同時、又は後（例えば、１分、５分、１５分、３０分、４５分、１時間、２時間、４時間、６時間、１２時間、２４時間、４８時間、７２時間、９６時間、１週間、２週間、３週間、４週間、５週間、６週間、８週間、又は１２週間後）に投与できる。療法は、対象に、連続的に、そして療法が一緒に作用できるような時間間隔内に投与される。特別な態様において、療法は、対象に、連続的に、そして他の方法で投与された場合よりも増大した利益を提供するような時間間隔内に投与される。任意の追加療法が、他の追加療法と任意の順序で投与できる。
【００２３】
[0049]本明細書において、対象への療法の投与という文脈で使用されている“管理する”、“管理すること”、及び“管理”という用語は、疾患又は障害の治癒をもたらさなくても、対象が療法（例えば予防薬又は治療薬）又は療法の組合せから引き出す有益効果のことを言う。一定の態様において、対象は、一つ又は複数の療法（例えば一つ又は複数の予防薬又は治療薬）を投与されて疾患又は障害を“管理”し、状態の進行又は悪化を防止する。
【００２４】
[0050]本明細書において、“薬学的に許容可能”という語句は、動物、さらに特定的にはヒトに使用するために、連邦政府又は州政府の規制機関によって承認されているか、又は米国薬局方、欧州薬局方、又はその他の一般的に認められた薬局方に掲載されていることを意味する。
【００２５】
[0051]一定の態様において、開示された粒子を含む組成物は、そのような疾患に対する予防策として患者、好ましくはヒトに投与される。本明細書において、“予防”又は“予防すること”とは、所与の疾患又は障害を獲得するリスクを低減することを言う。好適な態様の様式において、修飾ナノ粒子を含む組成物は、上記状態に対する遺伝的素因を有する患者、好ましくはヒトに対し予防策として投与される。別の好適な態様の様式において、修飾ナノ粒子を含む組成物は、上記状態に対する非遺伝的素因を有する患者に対し予防策として投与される。
【００２６】
[0052]本明細書において、“精製された”及び“単離された”という用語は、天然源、例えば細胞から得られる化合物又は薬剤（抗体などのタンパク質性薬剤を含む）という文脈で使用される場合、天然源由来の汚染物質、例えば土壌粒子、ミネラル、環境由来の化学物質、及び／又は天然源由来の細胞物質、例えばこれらに限定されないが、細胞残屑、細胞壁物質、膜、細胞小器官、細胞中に存在する核酸、炭水化物、タンパク質、及び／又は脂質のバルクを実質的に含まない化合物又は薬剤のことを言う。
【００２７】
[0053]本明細書において、“小分子”という語句及び類似用語は、これらに限定されないが、ペプチド、ペプチドミメティック、アミノ酸、アミノ酸アナログ、ポリヌクレオチド、ポリヌクレオチドアナログ、ヌクレオチド、ヌクレオチドアナログ、ならびに１モルあたり約１０，０００グラム未満の分子量を有するその他の有機及び無機化合物（すなわち、ヘテロ有機及び有機金属化合物を含む）、１モルあたり約５，０００グラム未満の分子量を有する有機又は無機化合物、１モルあたり約１，０００グラム未満の分子量を有する有機又は無機化合物、１モルあたり約５００グラム未満の分子量を有する有機又は無機化合物、１モルあたり約１００グラム未満の分子量を有する有機又は無機化合物、及びそのような化合物の塩、エステル、及びその他の薬学的に許容可能な形態を含む。
【００２８】
[0054]本明細書において、“対象”及び“患者”という用語は互換的に使用される。本明細書において、“対象”という用語は、動物、好ましくは、非霊長類（例えば、ウシ、ブタ、ウマ、ネコ、イヌ、ラットなど）及び霊長類（例えばサル及びヒト）などの哺乳動物、及び最も好ましくはヒトを指す。一部の態様において、対象は、家畜（例えば、ウマ、ブタ、又はウシ）又は愛玩動物（例えばイヌ又はネコ）などのヒト以外の動物である。特定の態様において、対象はヒト高齢者である。別の態様において、対象はヒト成人である。別の態様において、対象はヒト子供である。さらに別の態様において、対象はヒト幼児である。
【００２９】
[0055]少なくとも一つの態様において、“治療”又は“治療すること”とは、疾患又は障害、又はその少なくとも一つの認識可能な症状の改善を言う。別の態様において、“治療”又は“治療すること”とは、必ずしも患者に認識されているとは限らない少なくとも一つの測定可能な物理的パラメーターの改善を言う。さらに別の態様において、“治療”又は“治療すること”とは、疾患又は障害の進行を、物理的に（例えば認識可能な症状の安定化）、生理学的に（例えば物理的パラメーターの安定化）、又はその両方で阻害することを言う。さらに別の態様において、“治療”又は“治療すること”とは、疾患又は障害の発症を遅らせることを言う。
【００３０】
[0056]本明細書において、濃度、量、細胞数、パーセンテージ、及びその他の数値は、範囲形式で提供されうる。そのような範囲形式は、単に便宜上及び簡潔にするために使用されているに過ぎないので、範囲の限界として明示的に記載されている数値だけでなく、その範囲内に包含されるすべての個別数値又は部分範囲も、各数値及び部分範囲が明示的に記載されているかのごとく含まれると柔軟に解釈されるべきであることは理解されるはずである。
【００３１】
[0057]本明細書中で使用されている“約”という用語は、参照値の±５％のことを言う。
発明の詳細な説明
[0058]以下の詳細な説明において、特許請求されている主題の徹底的な理解を提供するために多数の具体的詳細が示される。しかしながら、当業者であれば、特許請求されている主題はこれらの具体的詳細がなくても実施できることは分かるであろう。他の例においては、当業者に公知であろう方法、装置、又はシステムは、特許請求されている主題を曖昧にせぬよう、詳細には記載されていない。記載されている特定の特徴、構造、又は特性は、一つ又は複数の実施において様々に組み合わせられることも理解されるはずである。
【００３２】
[0059]一般に、本願は、開示されたナノ粒子及び／又は該ナノ粒子を含む医薬組成物の製造及び投与に関する。一つ又は複数の態様において、修飾ナノ粒子及び／又は該修飾ナノ粒子を含む医薬組成物の製造法を提供する。一つ又は複数の態様において、ある量の修飾ナノ粒子を含む医薬組成物を投与することによるヒトにおける疾患又は障害の治療又は予防又は管理法を提供する。また、本明細書において提供されるのは、本明細書中に開示されたナノ粒子の一つ又は複数の有効量と薬学的に許容可能な担体とを対象に投与することを含む治療法である。さらに、本明細書において提供されるのは、本明細書中に開示されたナノ粒子のいずれかと薬学的に許容可能な担体とを含む医薬組成物である。
【００３３】
[0060]一定の態様において、修飾ナノ粒子は、ナノ粒子１ｍｇあたり１０〜２０、２０〜３０、３０〜４０、４０〜５０、５０〜６０、６０〜７０、７０〜８０、８０〜９０、９０〜１００μｇの治療薬を含む。一定の態様において、修飾ナノ粒子は、ナノ粒子１ｍｇあたり２２〜４４、２４〜４０、５０〜６０μｇの治療薬を含む。
【００３４】
[0061]一定の態様において、修飾ナノ粒子は、単位時間あたりナノ粒子１ｍｇにつき１０〜２０、２０〜３０、３０〜４０、４０〜５０、５０〜６０、６０〜７０、７０〜８０、８０〜９０、９０〜１００μｇの治療薬を含む。一定の態様において、修飾ナノ粒子は、単位時間あたりナノ粒子１ｍｇにつき２２〜４４、２４〜４０、５０〜６０μｇの治療薬を含む。一定の態様において、単位時間は、１〜５、５〜１０、１０〜１５、１５〜２０、２０〜２５、２５〜３０、３０〜３５、３５〜４０、４０〜４５、４５〜５０、５０〜６０秒、１〜２分、２〜５分、５〜１０分、１０〜３０分、３０〜６０分である。
【００３５】
[0062]一定の態様において、修飾ナノ粒子は、５０〜６０、６０〜７０、７０〜８０、８０〜９０、９０〜１００、１００〜１１０、１１０〜１２０、１２０〜１３０、１３０〜１４０、１４０〜１５０、１５０〜１６０、１６０〜１７０、１７０〜１８０、１８０〜１９０、１９０〜２００、２００〜３００、３００〜４００、及び４００〜５００ｎｍのコアサイズを有する。一定の態様において、修飾ナノ粒子は７０〜１５０ｎｍのコアサイズを有する。
【００３６】
[0063]一定の態様において、修飾ナノ粒子は、本開示に記載されている修飾を持たないナノ粒子よりも、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０倍多い治療薬を含む。
【００３７】
[0064]一定の態様において、本明細書中に開示されている修飾ナノ粒子は、同様のサイズを有する他のナノ粒子と比べて、血液脳関門を通過する改良された透過性を有する。一定の態様において、修飾ナノ粒子は、他のこれまでに知られているナノ粒子と同様のサイズを有するナノ粒子コアを持ちながらも、血液脳関門を通過する透過性が、少なくとも１０、１０〜１０２、１０２〜１０３、１０３〜１０４、１０４〜１０５のオーダーで増大している。一定の態様において、修飾ナノ粒子は、本開示に記載されている修飾を持たないナノ粒子よりも、血液脳関門の通過において、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０倍効率的である。
【００３８】
[0065]一定の態様において、修飾ナノ粒子は、該ナノ粒子が対象の体内で標的とする位置で細胞に入ることにおいて、本開示に記載されている修飾を持たないナノ粒子よりも、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０倍効率的である。一定の態様において、細胞はがん細胞である。一定の態様において、細胞は膠芽腫細胞である。一定の態様において、細胞は、心臓細胞、血管細胞及び毛細管細胞である。一定の態様において、細胞は、骨髄、脾臓、脳、骨などである。
【００３９】
[0066]一定の態様において、修飾ナノ粒子は、０〜５％、５〜１５％、１５〜２０％、２０〜２５％及び２５〜３０％のサイズ分散を有する。一定の態様において、修飾ナノ粒子は１％未満のサイズ分布を有する。一定の態様において、修飾ナノ粒子は０．１％未満のサイズ分布を有する。
【００４０】
[0067]一定の態様において、本願の修飾ナノ粒子は、乾燥形の直径が、例えば８０ｎｍ〜１０００μｍ、好ましくは８０ｎｍ〜２００μｍ、又は８０ｎｍ〜１μｍ、又は８０ｎｍ〜５００ｎｍ、又は８０ｎｍ〜１００ｎｍであるサイズに形成できる。好ましくは、ナノ粒子は５００ｎｍ未満の平均直径を有する。
【００４１】
ゾル−ゲル／ヒドロゲルベースのナノ粒子
[0068]親水性及び疎水性／親油性分子の両方を含む実質的にあらゆる小（非タンパク質）分子も、水性又は非水性溶媒を用いて該分子をゲルに導入することにより、ブランクのゾル−ゲルに保持させることができる。
【００４２】
[0069]例を挙げると、Ｓ−ニトロソチオール及びチオール含有小分子、グルタチオン（ＧＳＨ）及びＳ−ニトロソチオール−ＧＳＨ（ＧＳＮＯ）、Ｎ−アセチルシステイン（ＮＡＣ）及びＮＡＣＳＮＯ、Ｓ−ニトロソ−Ｎ−アセチルペニシラミン（ＳＮＡＰ）、クルクミン、ｓｉＲＮＡ、コレステロール、パルミチン酸、エバンスブルー（色素）、ナプロキシン、ペプチド、ＰＤＥ５阻害薬、ナイトライト(Nitrite)及びアスコルビン酸などであるが、これらに限定されない。
【００４３】
[0070]ゾル−ゲルを含むポリマーネットワークは、得られるナノ／マイクロ粒子からの送達物の放出速度を決定する。ゾル−ゲルのゲル化工程中に形成されるポリマーネットワークは、保持された送達物が最終ナノ／マイクロ粒子から脱出するために横断せねばならないゾル−ゲル内の細孔の大きさ（どのくらい狭いか又は大きいか）を決定する。ゲル化又は縮合工程（ポリマー構造）は、ゾル−ゲル内の細孔のサイズ分布を決定する。それは、ｐＨ、ドーパント、水対アルコールの比率を用いて容易に調整できる。
【００４４】
[0071]初期加水分解工程は低水分条件下で実施される。この条件は、４つの部位のうち１つだけが加水分解されたシランの実質的集団を形成させるのに有利である。この加水分解された出発材料は、次の工程の縮合条件（急速及び低速のどちらの縮合／重合も含む）の選択を可能にする。これがひいては最終粒子の細孔径及び放出速度を決定する。
【００４５】
[0072]一般に、低速縮合／ゲル化は、縮合／ゲル化の開始に使用される添加水性緩衝液のｐＨ値が低い方が良い。低速縮合は、保持送達物の遅い放出速度をもたらす最小細孔に有利である。本明細書中に開示されているこの方法によって製造された粒子はＢｒ１粒子と呼ばれることもある。Ｂｒとはブリンカー法のことである。
【００４６】
[0073]高速ゲル化は、高いｐＨの方が良く、より速い放出プロフィールを示す粒子を生じるより大きい細孔がもたらされる。本明細書中に開示されているこの手法によって製造された粒子はＢｒ２又はＢｒ３粒子と呼ばれる。
【００４７】
[0074]低ｐＨ条件を用いて形成された線形ポリマーネットワーク（Ｂｒ１）を妨害するドーパントは、ドープされていないＢｒ１粒子に比べて増強された放出速度をもたらすことができる。ゲル化前の初期ゾル混合物に添加されるドーパントは、薬物の放出プロフィールを修飾するのにも、得られるナノ／マイクロ粒子の表面特性を修飾するのにも使用できる。
【００４８】
[0075]ポリマーネットワーク内の電荷を操作することにより、帯電分子の放出を遅くすることができる。アミン含有シラン（例えばＡＰＴＳ）でドープされたゾル−ゲルは、負に帯電した水溶性色素（例えば４個のスルホネートを含有するエバンスブルー）の、得られるナノ／マイクロ粒子からの放出プロフィールを劇的に遅くする。
【００４９】
[0076]小ＰＥＧ鎖（ＰＥＧ２００又はＰＥＧ４００）を添加すると、少なくとも一部は得られるＳＮＯｎｐ／ＳＮＯｍｐ内の共有結合されたＳＮＯ部分が安定化するため、ＳＮＯｎｐから放出されるＮＯのレベルが増強する。長いアルキル鎖を含有するシランでドープすると、疎水性分子の放出が遅くなる。アミン又はチオールなどの反応性基を含有するシランでドープすると、様々な誘導体化ＰＥＧ鎖などの小分子及び大分子がナノ／マイクロ粒子の表面に共有結合することが可能になるので、（ｉ）血管系内での循環寿命の改良；（ii）ＰＥＧ化により免疫系によって認識されないステルス粒子の形成；（iii）懸濁特性の改良；（iv）色素分子の結合（蛍光ＰＥＧを介して）；及び（ｖ）抗体及びペプチドを含む組織ターゲティング分子が表面に直接又は誘導体化ＰＥＧ鎖などのリンカーを介して結合することが可能となる。
【００５０】
[0077]本明細書中に記載されているように、ゾル−ゲル／ヒドロゲルベースのナノ粒子を製造するためのプラットフォームが開発された。一定の態様において、ナノ粒子に治療薬を保持させることができる。治療薬は、これらに限定されないが、薬物（例えば化学療法薬）、栄養補助食品（例えばクルクミン）、ペプチド、チオール含有小分子、抗炎症薬、一酸化窒素（ＮＯ）、ＮＯ前駆体、ニトロソチオール、ＮＡＣＳＮＯ（Ｎ−アセチルシステインのＳ−ニトロソチオール誘導体）、造影剤（ＭＲＩ、ＣＴ、ＰＥＴ、蛍光）、メラニン、プラスミド、タダラフィル、ドキソルビシン、ｓｉＲＮＡ、プラスミド、ニトロ脂肪酸、ならびに塩及びイオン（金属及びレアアース）などである。一つ又は複数の態様において、ナノ粒子は、誘導体化ＰＥＧを含むＰＥＧ及び／又は細胞もしくは組織ターゲティング分子で被覆することができる。ナノ粒子は、局所用にも全身用にも使用できる。一つ又は複数の態様において、ナノ粒子は、乾燥させた場合、非常に微細な粉末を形成でき、液体溶媒（例えば、水、アルコール、ＤＭＳＯ）に添加された場合、均一な懸濁液を形成できる。
【００５１】
[0078]本明細書中に開示されているのは、保持送達物とは無関係に、調整されたゾル−ゲルの物理的及び機能的性質を用いて製造できる薬物送達プラットフォームである。一方、その他の送達プラットフォームは、送達物が初期の反応混合物中に存在しなくてはならないので、その結果、送達物が得られる材料の性質に影響を与えかねない。例えば、シラン誘導ナノ粒子プラットフォームは、送達物を出発混合物に混合することを必要とするので、細孔構造／放出速度の容易で体系的な調整を妨げるだけでなく、送達物をゲル化工程に耐えられる分子に限定することにもなる。
【００５２】
[0079]本送達プラットフォームは、複数の送達物を同じゾル−ゲルブロックに保持させることができるという利点も有する。
[0080]一態様において、送達速度に影響を及ぼすゾル−ゲルの性質は、送達物とは無関係に調整される。
【００５３】
[0081]この同じプラットフォームは無数の送達物に対応できるが、他のそのような手法は、各送達物及び適応に応じて製剤処方及び製造プロトコルを変更する必要がある。
[0082]一態様において、不安定な送達物も今や、縮合／ゲル化工程中の分解を心配することなく保持することができる。例えば、適切な物理的性質を有するヒドロゲルを生成するために低ｐＨ又は高温が必要な場合、ヒドロゲルを得る縮合反応の前にｐＨ又は温度感受性の送達物を導入することは不可能であろう。
【００５４】
[0083]一態様において、低速放出は低ｐＨゲル化条件を必要とするので、多くの送達物はゲル化前に保持されると分解されることになるであろう。
[0084]サイズ分布は機械的加工によって決定される。繊細で多くの場合複雑な化学／物理関連工程によって決定されるのではない。この特徴のおかげで、サイズ分布を劇的に変更しうる化学及び物理の複雑な取扱いを追加することなく、保持、放出速度、製造後の表面修飾の最適化に集中することが可能となる。
【００５５】
[0085]究極薬物送達プラットフォーム（ultimate drug delivery platform,ＵＤＤＰ）粒子の製造は、下記工程、すなわち、加水分解、縮合、送達物の保持、乾燥（凍結乾燥、風乾）、粉砕（ボールミル、ジェットミル、湿式ミル）、製造後の表面修飾（ＰＥＧ化、ペプチド及び抗体を含むターゲティング分子の結合）からなる。
【００５６】
１．初期のテトラ又はトリメトキシ（又はエトキシ）シランの加水分解
ａ．用語体系
ｉ．テトラメトキシシラン（ＣＨ３Ｏ）４Ｓｉ
ii．置換トリメトキシシラン（ＣＨ３Ｏ）３Ｓｉ−Ｘ（Ｘは、アルキル鎖、又は可変長のアルキル鎖で、以下のいずれかを有する：チオール、カルボキシル、アミン、ＰＥＧ、糖、ペプチド、多糖）
iii．テトラエトキシシラン及びトリエトキシシランについても同じ
ｂ．ブリンカー法に基づく方法（メトキシベースのシランの場合）
ｉ．目的
１．４個又は３個のメトキシ基のうち１個だけを加水分解する
２．加水分解された基を１個だけ有することは、縮合工程中に形成される線形ポリマーゲルの形成に好都合である。線形ポリマー構造は遅い放出プロフィールに好都合である。縮合工程は、線形又は高分岐ポリマーゲル構造の形成を可能にする。単一の加水分解から出発すると、縮合反応中に二つの選択肢が提供される（以下参照）
ii．戦略
１．１対１の比率の水対Ｓｉと過剰のメタノールを使用
２．低ｐＨ
３．適切な確立されたブリンカー方法論（ｐＨ、温度）を用いて複数のシランを別々に加水分解した後、それらが単一メトキシ加水分解を受けていた場合、一緒にする（公表されたプロトコル）
【００５７】
２．縮合
ａ．得られるヒドロゲルの構造は、アルコール縮合対水縮合の相対量に依存する。
ｂ．アルコール縮合に有利な条件（加水分解シラン上の遊離ＯＨが別のシランのメトキシ基と反応して、メタノールが分離する）は、線形ポリマーと、ヒドロゲル中のポリマーの緊密充填をもたらし、より遅い放出プロフィールを有する粒子が得られる。
【００５８】
ｃ．水縮合に有利な条件（水由来の遊離ヒドロキシルがメトキシを置換する）は、分岐ポリマーと、緩いヒドロゲル及び保持粒子をもたらす。これらの粒子は、アルコールベースの縮合と比べてはるかに高い放出速度を有する。
【００５９】
ｄ．温度、ｐＨ、溶媒はいずれも、二つの極端な縮合限界間のバランスを取ることを可能にする因子である。一般に、ｐＨが高いほど、水縮合が多くなる（そしてゲル化時間が速くなる）。
【００６０】
３．送達物の保持
ａ．得られたヒドロゲルモノリスを溶解送達物を含有する溶液中に浸す。送達物の性質によってどの溶媒が最も適切か決まる。溶媒は、凍結乾燥工程中に除去されるように十分揮発性であることが必要である。ヒドロゲルに送達物を保持させたら、材料は乾燥工程の準備が整う。
【００６１】
４．凍結乾燥
ａ．凍結乾燥により、得られた材料は、典型的には非常に乾燥した粉末状のケーキ様材料になる。
【００６２】
５．粉砕
ａ．得られた凍結乾燥材料を乾式粉砕すると、ミクロンサイズの粒子を含む微粉末が得られる
ｂ．湿式粉砕すると、１００ｎｍ領域の直径を有する粒子が得られる
ｉ．溶媒の選択は送達物の溶解度に依存する。
ii．親油性送達物は水性媒体中で湿式粉砕でき、親水性送達物の場合はその逆である
【００６３】
一態様において、開示されているのは、送達物を保持するナノ粒子及び／又はマイクロ粒子の製造法であり、下記工程を含む。
【００６４】
（ａ）１：１の比率の水（低ｐＨ）＋メタノール（４〜１０倍過剰）対Ｓｉで、ＴＭＯＳ及び任意のその他の加水分解可能なシラン（置換トリメトキシシランを含む）を加水分解し（前記置換トリメトキシシランの第４のメトキシ基の置換は、様々な長さのアルキル鎖、チオール、アミン、カルボキシ、カルボニル、ＰＥＧ、ペプチド、糖、多糖を有するアルキル鎖を含む様々な基のいずれかでありうる）；
（ｂ）複数の加水分解シラン（複数のシランが使用された場合）を合わせて混合／超音波処理して均一溶液を形成し；単一のシランが使用された場合、超音波処理工程だけでよい；
（ｃ）加水分解溶液に特定ｐＨの水を添加し、その中に十分混合することによって縮合／ゲル化反応を開始させ（この場合、混合物が維持されるｐＨ及び温度は縮合工程の速度及び性質を制御し、加水分解シランの特定の組合せも縮合反応の速度及び性質に寄与する；追加の選択肢は小鎖ＰＥＧ（ＰＥＧ２００又は４００）の添加を含み、これも送達物の放出プロフィールに影響を及ぼす）；
（ｄ）ゲル化／縮合の完了後、得られた固体ヒドロゲル（ゾルゲル）モノリスを取り出し；
（ｅ）部分的に砕いたモノリスに、送達物を含有する溶液を加え（およそ５０マイクロリットルの溶液を１００ｍｇのゾル−ゲルに）、次いでその組合せをインキュベートし；
（ｆ）得られたヒドロゲルを凍結乾燥して乾燥材料を形成させ；
（ｇ）乾燥材料をボールミル粉砕又はジェットミル粉砕して粉末を形成させ；必要であれば湿式粉砕してより小さい粒子のスラリーを形成させ、そして
（ｈ）任意に、得られた粒子を、誘導体化ＰＥＧを含みうるＰＥＧの溶液又は懸濁液と混合して、粒子表面上の遊離チオール又はアミンへの結合と、ＰＥＧへのｉ）ペプチド又は抗体などのターゲティング分子；及びii）フルオロフォア及びその他の造影剤を含む造影剤の結合をさせる。
【００６５】
ナノ粒子送達プラットフォームの組成物
化学
[0086]一態様において、プラットフォームは、４個のメトキシ基がＳｉコアに配位しているテトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）などの重合シランからのヒドロゲル形態に基づく。
【００６６】
[0087]初期の加水分解段階に続いてヒドロゲルの形成をもたらす縮合段階がある。
[0088]加水分解及び縮合工程は、様々なサイズのポリマー及び得られたヒドロゲル内の様々な程度のポリマー充填を提供するために正確に制御できる（温度、水：アルコール比、ｐＨ）。このすべては薬物放出プロフィールを制御するために利用することができる。
【００６７】
[0089]一態様において、出発の加水分解シランは、４つの部位のうち１つを置換されている他の加水分解シラン（Ｘ−トリメトキシシラン；Ｘは、チオール、アミン、様々なサイズ及び配置のアルカン、脂質、ＰＥＧ、糖、カルボキシ、カルボニル、ペプチド等々を含みうる基である）でドープすることができる。一態様において、縮合反応は、Ｘ−トリメトキシシランのハイドロール（hydrol）ポリマーネットワークへの組込みをもたらす。一態様において、送達物の放出速度は、Ｘが得られるナノ粒子内で送達物の安定性に影響を与えるシランでドープすることにより、さらに調整できる（上記のポリマー充填因子の制御以外に）。一定の態様において、疎水性、親水性、立体因子、電荷安定化はすべて調整できる。
【００６８】
[0090]一態様において、血管漏出の画像化に使用される高電荷（負）水溶性色素分子であるエバンスブルーと呼ばれる色素を保持したナノ粒子の放出を遅くすることができる。ドープされていないナノ粒子に保持されると、粒子が水性環境に導入された場合、放出は即時に完了する。ヒドロゲルをアミン基でドープすると、放出速度は数桁遅延される。
【００６９】
[0091]一態様において、加水分解シランは、小ＰＥＧ鎖及び／又はキトサンでドープすることもできる。どちらも放出速度に影響を及ぼす。
[0092]一態様において、ヒドロゲルブロックは凍結乾燥された後、ボールミルで機械加工され、ナノ粒子又はマイクロ粒子のいずれかを形成する。一態様において、乾式ボールミル粉砕はミクロンサイズの粒子をもたらす。一態様において、乾燥粉砕後の湿式粉砕はナノ粒子（〜１５０ｎｍ直径）をもたらす。
【００７０】
[0093]他のシランベースの手法は、このプロトコルによって提供される容易な修飾及び薬物保持選択肢に適合しないドリップ法を使用する。最初のプロトコルは、縮合前に送達物を加水分解材料と混合することを必要とした。この手法により局所及び全身研究で高い有効性を示すナノ粒子が得られたが（我々の多数の出版物に記載されているように）、送達物の添加がヒドロゲルの製造法に制限を課すため、限界もあった。この側面のために、得られる薬物送達ナノ粒子の性質（放出速度、ＰＥＧ化など製造後の表面修飾）を調整することが困難であった。
【００７１】
[0094]ここに開示されているプラットフォーム技術（究極薬物送達プラットフォーム又はＵＤＤＰと称される）は、送達物なしにヒドロゲルを製造した後、空のヒドロゲルモノリスに送達物を保持させ、次いで凍結乾燥し、そして以前のように機械加工することを可能にする。
【００７２】
[0095]ＵＤＤＰ手法の利点は、
−縮合化学に影響を与える様々な送達物の合併なしにヒドロゲルマトリックスを設計できること；
−所望性質を有するヒドロゲルが製造できること、これには多くの送達物を破壊するような製造条件（例えば、低ｐＨ、高温、溶媒問題）が必要になる；
−親水性から疎水性まで幅広い送達物を大成功裡に首尾よく保持でき、放出速度も調整できること；
−ＵＤＤＰによって保持ははるかに容易になり、はるかに多くの量の送達物を保持できること。オリジナルのプラットフォームでは、過剰の保持は縮合反応の妨害（さらには停止）及び溶媒に対する制限のために不可能であった。オリジナルのクルクミン保持ナノ粒子と比べて６倍の濃度のクルクミンを有するクルクミン保持ナノ粒子がＵＤＤＰを用いて製造された；
−一酸化窒素放出ナノ粒子を製造するための選択肢
などである。
【００７３】
[0096]オリジナルのプラットフォームは、ナイトライトの固相還元を利用して一酸化窒素を生成させていた。ナイトライトは縮合前混合物に保持された。
[0097]ＵＤＤＰを使用すると、ＮＯ放出ナノ粒子を生成させるための戦略が少なくとも３つある。
【００７４】
（ｉ）ブランクのヒドロゲルをチオールでドープする（チオール含有トリメトキシシラン前駆体を使用する）。得られたヒドロゲルを化学量論量のナイトライトと低ｐＨ緩衝液で処理すると、遊離チオールがニトロソチオールに変換される。得られたナノ粒子は、非常に遅いＮＯの持続送達を示す。我々はこれがＭＲＳＡの殺滅、血管拡張（齧歯類でＩＶ注入）に有効であることを示した。送達可能なＮＯの量は容易に正確に調整できる。放出されるＮＯの量は、我々が以前のプラットフォームで放出させた量を上回っている。
【００７５】
（ii）ナイトライトベースの手法はＵＤＤＰに拡大され、かなりの成功を収めた。我々は、生物学的温度の水に暴露された場合にＮＯのバースト放出を可能にする安定なナノ粒子を製造するための様々な手法を今も試験中である。
【００７６】
（iii）グルタチオン、Ｎ−アセチルシステイン（ＮＡＣ）及びその他のチオール含有分子から誘導されたニトロソチオール含有小分子を緩やかに放出できるナノ粒子を製造する。放出されるニトロソチオール分子はＮＯ様の生物活性を有するが、遊離ＮＯに比べてより安定で長続きし、ただの遊離ＮＯの能力を超えるいくつかの追加特性を有する。
【００７７】
[0098]本願のゾル−ゲル／ヒドロゲルベースのナノ粒子の場合、ゾル−ゲル工程は、ガラス状物質及びセラミック材料の製造に使用される湿式化学技術である。この工程で、ゾル（又は溶液）は、液相及び固相の両方を含有するゲル様ネットワークの形成に向かって徐々に変化する。前駆体は加水分解及び重縮合反応を受けてコロイドを形成する。固相の基本的な構造及び形態学は、離散したコロイド粒子から連続鎖状のポリマーネットワークまでの範囲の中のいずれかでありうる。
【００７８】
[0099]一定の態様において、本願のゾル−ゲル／ヒドロゲルベースのナノ粒子は、送達プロフィールに対する制御を有するナノ粒子の内部に様々な送達物を保持する能力を有している。これによって、堅牢なナノ粒子の枠組と、水分に暴露されると緩んで薬物のゆっくりとした持続放出を可能にする内部の両方が提供される。製造段階の特性により、適切な寸法の実質的にあらゆる種類の生物学的薬剤又は治療薬の容易な保持が可能になる。
【００７９】
[00100]一つ又は複数の態様において、ナノ粒子プラットフォームは、ヒドロゲルネットワークを形成させるために使用されるテトラメトキシ又はテトラエトキシシラン（それぞれテトラメチルオルトシリケート［ＴＭＯＳ］及びテトラエチルオルトシリケート［ＴＥＯＳ］）に添加された様々なトリメトキシシラン誘導体を用いてゾル−ゲル／ヒドロゲルをドープすることにより、内部の調整を可能にする柔軟性を有する。例えば、ＴＭＯＳ又はＴＥＯＳは、第４の結合部位にチオール含有側鎖、脂質含有側鎖、ＰＥＧ含有側鎖、又は様々な長さのアルキル側鎖などの誘導体を含有するトリメトキシシラン誘導体（すなわちＳｉ（ＯＣＨ３）３（Ｘ））でドープすることができる。このドーピングによって、ナノ粒子の過剰電荷を修正し、内部の疎水性及び極性を調整し、そして表面上の化学修飾を可能にする反応性基（例えばチオール、アミン）を導入することができる側鎖の導入が可能になる。この能力は、送達物及び治療用途に適合するようナノ粒子のカスタマイズされた保持及び放出特性の制御を可能にする。
【００８０】
[00101]一つ又は複数の態様において、ナノ粒子プラットフォームは、様々なサイズのＰＥＧのヒドロゲルマトリックスへの導入も可能にする。導入されたＰＥＧのサイズは、保持された薬物の放出速度を制御するために使用することができる。
【００８１】
[00102]一つ又は複数の態様において、ゾル−ゲル／ヒドロゲルナノ粒子プラットフォームは、ナノ粒子内での一酸化窒素の生成とそこからの低速放出を可能にする。この能力は、標的組織部位での一酸化窒素のゆっくりとした持続放出を可能にする。
【００８２】
[00103]一つ又は複数の態様において、本願のゾル−ゲル／ヒドロゲルナノ粒子は、得られるナノ粒子を、サイズ分布に関してより均一にし、内部ポリマーネットワークに関してより緊密にする（より遅い放出プロフィールをもたらす）ためにも設計される。少なくとも一つの態様において、ナノ粒子プラットフォームはアルコールを含む。これは水分含量を減らす（内部の水分含量が減少する）ので、ナノ粒子の水素結合ネットワークが増強される。製造段階で使用されるアルコールの割合が大きいと、サイズ分布が狭く、放出プロフィールが遅いより小さいナノ粒子が得られる。アルコールの使用による毒性は、遊離した水及びアルコールを含むすべての揮発性液体を除去する凍結乾燥工程のために問題ではない。
【００８３】
[00104]さらに、一つ又は複数の態様において、アミン含有シラン（例えばアミノプロピルトリメトキシシラン）を例えばＴＭＯＳ又はＴＥＯＳと共に添加することによって、一つ又は複数のアミノ基をナノ粒子のポリマーネットワークに組み込むことができる。これは、重合工程を促進すると共に、より緊密な内部水素結合ネットワークにも寄与する。アミン含有シランの添加は、ナノ粒子の懸濁液品質の一般的改良にも寄与できる。さらに、アミン基の添加は、全身循環時間を延長し、漏出性の血管系を有する標的部位への局在化の可能性を増大する手段として、ＰＥＧ、ペプチド、及びその他のアミン結合分子のナノ粒子表面への結合を助けることもできる。これらの添加の正味の効果は、薬物及び添加物をより遅く、そしてより均一なサイズ分布で放出するナノ粒子である。さらに、これらの修飾は、ナノ粒子の懸濁特性を改良し（例えば凝集を最小限に抑える）、ナノ粒子の平均サイズの調整を可能にし、そしてニトロ脂肪酸及び高親油性分子の送達を可能にする。
【００８４】
[00105]少なくとも一つの側面において、本願は、ナノ粒子中の治療薬、造影剤、及びセラノスティクス(theranostics：診断と治療)の送達を脂肪酸の使用を介して増強する方法を提供する。一つ又は複数の態様において、該方法は、ミリスチン酸、オレイン酸、及びその他の共役脂肪酸（例えばリノール酸、共役リノール酸）などの脂肪酸を個別に又は組み合わせて、ハイブリッド−ヒドロゲルベースナノ粒子のプラットフォームに組み込むことを含む。これらをナノ粒子に含めると、得られるナノ粒子は、高度な抗炎症薬であると同時に潜在的な化学療法薬でもあるニトロ脂肪酸を含有できる。あるいは、ニトロ脂肪酸を製造した後、ナノ粒子を生成するための製剤処方に組み込んでもよい。オレイン酸又は共役リノール酸、及び／又はその他の不飽和脂肪酸のナノ粒子への導入は、ナノ粒子に親油性の内部も提供するので、親油性送達物の保持が増強される。一つ又は複数の脂肪酸のナノ粒子プラットフォームへの組込みは、皮膚浸透、舌下及び坐剤ベース（例えば直腸、膣）の送達、及び経口摂取後の腸からの取込みによる全身送達を増強できる。具体的には、ミリスチン酸をナノ粒子プラットフォームに組み込むと、心血管エンドポイント（例えば、血圧、心拍数）、及び勃起障害の改良を促進できる。代替の態様において、一つ又は複数の脂肪酸は、経口、舌下、又は坐剤経路による全身送達を促進する手段として、酸化ガドリニウムベースの常磁性ナノ粒子のコーティングに適用することもできる。
【００８５】
[00106]ハイブリッド−ヒドロゲルナノ粒子に対する別の修飾は、ＴＭＯＳ又はＴＥＯＳを、第４の結合部位にチオール含有側鎖、脂質含有側鎖、ＰＥＧ含有側鎖、又は様々な長さのアルキル側鎖などの誘導体を含有するトリメトキシシラン誘導体（例えばＳｉ（ＯＣＨ３）３（Ｘ））でドープすることを含む。ポリビニルアルコールなどの他の添加剤もナノ粒子に添加して、その物理的性質を増強することができる。
【００８６】
修飾ナノ粒子を含む組成物
[00107]一定の態様において、本願の修飾ナノ粒子は一つ又は複数の組成物に配合することができる。これらの組成物は、好ましくは精製形の治療上有効量の修飾ナノ粒子（任意に二つ以上の修飾ナノ粒子）と共に、適切な量の薬学的に許容可能なビヒクル（患者への適切な投与にふさわしい形態を提供するため）を含有しうる。一定の態様において、組成物は、１〜５％、５〜１０％、１０〜２０％、２０〜３０％、３０〜４０％の修飾ナノ粒子を含有する。
【００８７】
[00108]一定の態様において、修飾ナノ粒子は、治療上有効なレジメン又はプロトコルを用いて対象に投与される。一定の態様において、修飾ナノ粒子は予防薬でもある。一定の態様において、修飾ナノ粒子は、予防上有効なレジメン又はプロトコルを用いて対象又は患者に投与される。
【００８８】
[00109]特定の態様において、“薬学的に許容可能”という用語は、動物、さらに特定的にはヒトに使用するために、連邦政府又は州政府の規制機関によって承認されている、又は米国薬局方もしくはその他の一般的に認められた薬局方に掲載されていることを意味する。一定の態様において、ヒト高齢者、ヒト成人、ヒト子供、ヒト幼児。“ビヒクル”という用語は、本願の化合物と共に投与される希釈剤、アジュバント、賦形剤、又は担体のことである。そのような薬学的ビヒクルは、水及び油などの液体でありうる。油は、石油、動物、植物又は合成由来のものを含み、例えばラッカセイ油、大豆油、鉱油、ゴマ油などである。薬学的ビヒクルは、生理食塩水、アカシアゴム、ゼラチン、デンプンペースト、タルク、ケラチン、コロイドシリカ、尿素などでもよい。さらに、補助剤、安定剤、増粘剤、滑沢剤及び着色剤も使用できる。患者に投与される場合、修飾ナノ粒子及び薬学的に許容可能なビヒクルは好ましくは無菌である。修飾ナノ粒子が静脈内投与される場合、水は好適なビヒクルである。生理食塩水及び水性デキストロース及びグリセロール溶液も、特に注射溶液用の液体ビヒクルとして使用できる。適切な薬学的ビヒクルは、デンプン、グルコース、ラクトース、スクロース、ゼラチン、麦芽、米、小麦粉、チョーク、シリカゲル、ステアリン酸ナトリウム、モノステアリン酸グリセロール、タルク、塩化ナトリウム、乾燥スキムミルク、グリセロール、プロピレン、グリコール、水、エタノールなどの賦形剤も含む。修飾ナノ粒子を含む本組成物は、所望であれば、少量の湿潤剤又は乳化剤、又はｐＨ緩衝剤を含有することもできる。
【００８９】
[00110]本組成物は、溶液、懸濁液、エマルション、錠剤、ピル、ペレット、カプセル、液体含有カプセル、粉末、徐放性製剤、坐剤、エマルション、エアゾール、スプレー、懸濁液の形態、又は使用に適切な任意のその他の形態を取ることができる。適切な薬学的ビヒクルのその他の例は、Ｅ．Ｗ．Ｍａｒｔｉｎによる“Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ”に記載されている。
【００９０】
[00111]好適な態様において、本願の化合物は、ヒトへの静脈内投与に適応された医薬組成物として日常的手順に従って製剤化される。典型的には、静脈内投与用の本願の化合物は、無菌等張水性緩衝液中の溶液である。必要な場合、組成物は可溶化剤を含んでもよい。静脈内投与用の組成物は、任意に、注射部位における疼痛を和らげるためにリグノカインなどの局所麻酔薬を含んでいてもよい。一般的に、成分は、別個に又は一緒に混合されて単位剤形中に、例えば、活性薬の量が示されているアンプル又はサシェなどの密封容器内に乾燥した凍結乾燥粉末又は無水濃縮物として供給される。本願の化合物が注入（点滴）によって投与される場合、それは例えば無菌の医薬品グレードの水又は生理食塩水が入った注入ボトルを用いて投薬できる。修飾ＰＭＮＰが注射によって投与される場合、成分を投与前に混合できるように、注射用の無菌水又は生理食塩水のアンプルが提供されうる。
【００９１】
[00112]経口送達用の組成物は、例えば、錠剤、ロゼンジ、水性又は油性の懸濁液、顆粒、散剤、エマルション、カプセル、シロップ、又はエリキシルの形態でありうる。経口投与される組成物は、薬学的に口当たりのよい製剤を提供するために、任意に一つ又は複数の薬剤、例えば、フルクトース、アスパルテーム又はサッカリンなどの甘味剤；ペパーミント、冬緑油、又はチェリーなどのフレーバー剤；着色剤、及び保存剤を含有していてもよい。さらに、錠剤又はピル形では、組成物は、消化管での崩壊及び吸収を遅延させることによって長期間にわたる持続作用を提供するためにコーティングされていてもよい。浸透活性駆動化合物(osmotically active driving compound)を包囲している選択的透過膜も本願の経口投与化合物にとって適切である。これら後者のプラットフォームでは、カプセルを取り巻く環境からの流体が駆動化合物に吸収され、膨潤して隙間から薬剤又は薬剤組成物を押し出す。これらの送達プラットフォームは、即時放出製剤のスパイク（急上昇）プロフィールとは対照的に、本質的にゼロ次送達プロフィールを提供できる。モノステアリン酸グリセロール又はステアリン酸グリセロールなどの時間遅延材料も使用できる。経口組成物は、マンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、ナトリウムサッカリン、セルロース、炭酸マグネシウムなどの標準的ビヒクルを含むことができる。そのようなビヒクルは好ましくは医薬品グレードである。
【００９２】
疾患及び障害の種類
[00113]本開示は、ヒトにおける疾患又は障害の治療又は予防又は管理法も提供し、該方法は、そのような治療又は予防を必要とするヒトに、該疾患又は障害の治療又は予防に有効な量の修飾ナノ粒子を含む医薬組成物を投与することによる。他の態様において、疾患又は障害は炎症性疾患又は障害である。
【００９３】
[00114]本願は、他の従来療法に代わるものとして、炎症性障害又はその一つもしくは複数の症状を予防、治療、管理、及び／又は改善するための方法を包含する。特定の態様において、本願の方法に従って管理又は治療される患者は、他の療法に不応性であるか又はそのような療法由来の有害反応の影響を受けやすい。患者は、抑制された免疫系を有する者（例えば、術後患者、化学療法患者、及び免疫不全症患者、気管支肺異形成症患者、先天性心疾患患者、嚢胞性線維症患者、後天性又は先天性心疾患患者、及び感染症患者）、腎又は肝機能障害を有する者、高齢者、子供、幼児、早産児、神経精神疾患を有する者又は向精神薬を服用している者、発作の病歴を有する者、又はウィルス性呼吸器感染症又はその一つもしくは複数の症状を予防、管理、治療、又は改善するために使用される従来の薬剤と負の相互作用をするような薬物療法中の者でありうる。
【００９４】
[00115]一定の態様において、本願は、自己免疫疾患又はその一つもしくは複数の症状を予防、治療、管理、及び／又は改善するための方法を提供し、前記方法は、それを必要とする対象に、有効量の本願の一つ又は複数の医薬組成物の用量を投与することを含む。自己免疫疾患では、免疫系が免疫反応を引き起こし、身体の正常では保護的な免疫系が誤って自己を攻撃することにより、それ自身の組織に損傷をもたらす。様々な自己免疫疾患があり、様々な様式で身体に影響を及ぼす。例えば、多発性硬化症の個人では脳が影響を受け、クローン病の個人では腸が影響を受け、関節リウマチの個人では様々な関節の滑膜、骨及び軟骨が影響を受ける。自己免疫疾患が進行すると、一つ又は複数の種類の体組織の破壊、器官の異常成長、又は器官の機能の変化がもたらされうる。自己免疫疾患は、一つの器官又は組織タイプだけに影響を及ぼすこともあれば、複数の器官及び組織に影響を及ぼすこともある。自己免疫疾患によって一般的に影響を受ける器官及び組織は、赤血球、血管、結合組織、内分泌腺（例えば甲状腺又は膵臓）、筋肉、関節、及び皮膚などである。
【００９５】
[00116]本願の方法によって予防、治療、管理、及び／又は改善できる自己免疫疾患の例は、アドレナリン作動薬耐性、円形脱毛症、強直性脊椎炎、抗リン脂質症候群、自己免疫性アジソン病、副腎の自己免疫疾患、アレルギー性脳脊髄炎、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性肝炎、自己免疫性炎症性眼疾患、自己免疫性新生児血小板減少症、自己免疫性好中球減少症、自己免疫性卵巣炎及び精巣炎、自己免疫性血小板減少症、自己免疫性甲状腺炎、ベーチェット病、水疱性類天疱瘡、心筋症、心臓切開術症候群(cardiotomy syndrome)、セリアックスプルー皮膚炎(celiac sprue-dermatitis)、慢性活動性肝炎、慢性疲労免疫機能障害症候群（ＣＦＩＤＳ）、慢性炎症性脱髄性多発神経炎、チャーグ・ストラウス症候群、瘢痕性類天疱瘡、クレスト症候群、寒冷凝集素症、クローン病、デンスデポジット(dense deposit)病、円板状ループス、本態性混合型クリオグロブリン血症、線維筋痛−線維筋炎、糸球体腎炎（例えばＩｇＡ腎症）、グルテン過敏性腸疾患、グッドパスチャー症候群、グレーブス病、ギラン・バレー、甲状腺機能亢進症（すなわち橋本甲状腺炎）、特発性肺線維症、特発性アジソン病、特発性血小板減少性紫斑病（ＩＴＰ）、ＩｇＡ神経障害、若年性関節炎、扁平苔癬、エリテマトーデス、メニエール病、混合性結合組織病、多発性硬化症、重症筋無力症、心筋炎、１型又は免疫介在性糖尿病、神経炎、その他の内分泌腺不全、尋常性天疱瘡、悪性貧血、結節性多発動脈炎、多発性軟骨炎、多腺性内分泌障害、多腺性症候群、リウマチ性多発性筋痛、多発性筋炎及び皮膚筋炎、心筋梗塞後(post-MI)、原発性無ガンマグロブリン血症、原発性胆汁性肝硬変、乾癬、乾癬性関節炎、Ｒａｙｎａｕｌｄ’ｓ現象、再発性多発性軟骨炎、ライター症候群、リウマチ性心疾患、関節リウマチ、サルコイドーシス、強皮症、シェーグレン症候群、スティフマン症候群、全身性エリテマトーデス、高安動脈炎、側頭動脈炎／巨細胞性動脈炎、潰瘍性大腸炎、蕁麻疹、ブドウ膜炎、ブドウ膜炎眼炎(Uveitis Opthalmia)、血管炎、例えば疱疹状皮膚炎型血管炎(dermatitis herpetiformis vasculitis)、白斑、及びウェゲナー肉芽腫症などであるが、これらに限定されない。
【００９６】
投与方法
[00117]一つ又は複数の修飾ナノ粒子を含む本組成物は、注入（点滴）又はボーラス注射によって、上皮又は皮膚粘膜ライニング（例えば、口腔粘膜、直腸及び腸粘膜など）からの吸収によって、又は経口的に投与できる。別の生物学的活性薬と一緒に投与されてもよい。投与は全身投与又は局所投与でありうる。様々な送達システムが知られている。一定の態様において、二つ以上の修飾ナノ粒子が患者に投与される。投与の方法は、皮内、筋肉内、腹腔内、静脈内、皮下、鼻腔内、硬膜外、経口、舌下、鼻腔内、脳内、膣内、経皮、直腸投与、吸入、又は特に耳、鼻、眼、もしくは皮膚への局所投与によるが、これらに限定されない。好適な投与法は医師の裁量に任され、一部は医学的状態（疾患）の部位に依存する。大部分の場合、投与の結果、修飾ナノ粒子の血流への放出がもたらされる。
【００９７】
[00118]特定の態様においては、本願の一つ又は複数の化合物を治療を必要とする領域に局所投与するのが望ましいであろう。これは、例えば、限定する目的ではなく例を挙げると、手術中の局所注入、局所適用によって（例えば手術後の創傷包帯と併せて）、注射によって、カテーテルを用いて、坐剤を用いて、又はインプラントを用いて達成できる。前記インプラントは、シラスティック(sialastic)膜などの膜、又は繊維を含む多孔質、非多孔質、又はゼラチン様材料である。一態様において、投与は部位（又は前の部位）への直接注射によるものでありうる。
【００９８】
[00119]肺投与も、例えば、吸入器又はネブライザー、及びエアゾール化剤を用いた製剤を使用することにより、又はフルオロカーボンもしくは合成肺サーファクタントへの灌流を通じて、使用することができる。一定の態様において、本願の化合物は、従来の結合剤及びトリグリセリドなどのビヒクルを用いて、坐剤として製剤化することもできる。
【００９９】
[00120]さらに別の態様において、本願の化合物は制御放出システムで送達することもできる。一態様においてはポンプが使用できる（Ｌａｎｇｅｒ，上記；Ｓｅｆｔｏｎ，１９８７，ＣＲＣ  Ｃｒｉｔ．Ｒｅｆ．Ｂｉｏｍｅｄ．Ｅｎｇ．１４：２０１；Ｂｕｃｈｗａｌｄら，１９８０，Ｓｕｒｇｅｒｙ  ８８：５０７  Ｓａｕｄｅｋら，１９８９，Ｎ．Ｅｎｇｌ．Ｊ．Ｍｅｄ．３２１：５７４参照）。別の態様においてはポリマー材料が使用できる（制御放出の医学的応用(Medical Applications of Controlled Release)，Ｌａｎｇｅｒ及びＷｉｓｅ（編），ＣＲＣ  Ｐｒｅｓ．，フロリダ州ボカ・ラトン（１９７４）；制御された薬物のバイオアベイラビリティ、医薬品の設計及び性能(Controlled Drug Bioavailability, Drug Product Design and Performance)，Ｓｍｏｌｅｎ及びＢａｌｌ（編），Ｗｉｌｅｙ，ニューヨーク（１９８４）；Ｒａｎｇｅｒ及びＰｅｐｐａｓ，１９８３，Ｊ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｃｉ．Ｒｅｖ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．２３：６１参照；また、Ｌｅｖｙら，１９８５，Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２２８：１９０；Ｄｕｒｉｎｇら，１９８９，Ａｎｎ．Ｎｅｕｒｏｌ．２５：３５１；Ｈｏｗａｒｄら，１９８９，Ｊ．Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇ．７１：１０５も参照）。さらに別の態様においては、制御放出システムは修飾ナノ粒子の標的に近接して配置できるので、全身用量のごく一部しか必要ない（例えば、Ｇｏｏｄｓｏｎ，上記「制御放出の医学的応用」のｖｏｌ．２，ｐｐ．１１５−１３８（１９８４）参照）。Ｌａｎｇｅｒ（１９９０，Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２４９：１５２７−１５３３）によるレビューで議論されている他の制御放出システムも使用できる。
【０１００】
投与
[00121]本明細書中に開示された特定の障害又は状態の治療に有効な修飾ナノ粒子の量は、障害又は状態の性質に依存し、標準的な臨床技術によって決定できる。さらに、インビトロ又はインビボアッセイを任意に使用して、最適投与量範囲の特定に役立てることもできる。組成物に使用される正確な用量は、投与経路、及び疾患又は障害の重症度にも依存するので、医師の判断と各患者の状況に応じて決定されるべきである。しかしながら、経口投与の適切な投与量範囲は、一般的に、体重１キログラムあたり本願の化合物約０．００１ミリグラム〜２００ミリグラムである。本願の特定の好適な態様において、経口用量は、体重１キログラムあたり０．０１ミリグラム〜７０ミリグラム、さらに好ましくは体重１キログラムあたり０．１ミリグラム〜５０ミリグラム、さらに好ましくは体重１キログラムあたり０．５ミリグラム〜２０ミリグラム、なおさらに好ましくは体重１キログラムあたり１ミリグラム〜１０ミリグラムである。別の態様において、経口用量は体重１キログラムあたり５ミリグラムである。本明細書中に記載されている投与量は投与される全量を指す。すなわち、二つ以上の修飾ナノ粒子が投与される場合、好適な投与量は、投与される修飾ナノ粒子の全量に対応する。経口組成物は、好ましくは重量で１０％〜９５％の活性成分を含有する。
【０１０１】
[00122]静脈内（i.v.）投与の適切な投与量範囲は、体重１キログラムあたり０．０１ミリグラム〜１００ミリグラム、体重１キログラムあたり０．１ミリグラム〜３５ミリグラム、及び体重１キログラムあたり１ミリグラム〜１０ミリグラムである。鼻腔内投与の適切な投与量範囲は、一般的に約０．０１ｐｇ／ｋｇ体重〜１ｍｇ／ｋｇ体重である。坐剤は一般的に体重１キログラムあたり０．０１ミリグラム〜５０ミリグラムの修飾ナノ粒子を含有し、重量で０．５％〜１０％の範囲の活性成分を含む。皮内、筋肉内、腹腔内、皮下、硬膜外、舌下、脳内、膣内、経皮投与又は吸入投与の推奨投与量は、体重１キログラムあたり０．００１ミリグラム〜２００ミリグラムの範囲である。局所投与のための修飾ナノ粒子の適切な用量は、化合物が投与される領域にもよるが、０．００１ミリグラム〜１ミリグラムの範囲である。有効用量は、インビトロ又は動物モデルの試験系から誘導された用量反応曲線から推定できる。そのような動物モデル及び系は当該技術分野で周知である。
【０１０２】
[00123]本願は、一つ又は複数の修飾ナノ粒子が充填された一つ又は複数の容器を含む医薬パック又はキットも提供する。任意に、そのような容器には、医薬品又は生物学的製剤の製造、使用又は販売を規制する政府機関によって規定された形態の注意書が添付されていてもよい。そのような注意書は、ヒトへの投与のための製造、使用又は販売の政府機関による承認を反映したものである。一定の態様において、キットは二つ以上の修飾ナノ粒子を含有する。別の態様において、キットは修飾ナノ粒子と第二の治療薬とを含む。
【０１０３】
[00124]修飾ナノ粒子は、好ましくは、ヒトへの使用に先立ち、所望の治療又は予防活性についてインビトロ及びインビボでアッセイされる。例えば、インビトロアッセイを使用して、特定の修飾ナノ粒子又は修飾ナノ粒子の組合せの投与が脂肪酸合成の低下に好適であるかどうかを決定することができる。修飾ナノ粒子は、動物モデル系を用いて有効かつ安全であることを示すこともできる。
【０１０４】
[00125]他の方法は当業者に公知であり、本願の範囲内である。
併用療法
[00126]一定の態様において、本願の修飾ナノ粒子は、少なくとも一つの他の治療薬との併用療法に使用することができる。修飾ナノ粒子と治療薬は、相加的に、又はさらに好ましくは相乗的に作用できる。好適な態様において、修飾ナノ粒子を含む組成物は別の治療薬の投与と同時に投与される。別の治療薬は、修飾ナノ粒子と同じ組成物の一部であっても、又は異なる組成物であってもよい。別の態様において、修飾ナノ粒子を含む組成物は、別の治療薬の投与の前又は後に投与される。修飾ナノ粒子が治療に有用な障害の多くは慢性障害なので、一態様において、併用療法は、例えば特定の薬物に随伴する毒性を最小限に抑えるために、修飾ナノ粒子を含む組成物と別の治療薬を含む組成物の投与を交互に行うことを含む。各薬物又は治療薬の投与期間は、例えば、１ヶ月、３ヶ月、６ヶ月、又は１年でありうる。一定の態様において、修飾ナノ粒子が、毒性だけに限定されないが有害副作用を生じる可能性のある別の治療薬と同時に投与される場合、その治療薬は、有害副作用が引き起こされる閾値未満の用量で投与されるのが有益でありうる。
【０１０５】
[00127]障害の予防、治療、及び／又は管理に、有用な、使用されてきた、又は現在使用されている任意の療法（例えば治療薬又は予防薬）が、本願の組成物及び方法に使用できる。療法（例えば治療薬又は予防薬）は、ペプチド、ポリペプチド、コンジュゲート、核酸分子、小分子、模倣薬、合成薬物、無機分子、及び有機分子などであるが、これらに限定されない。一定の態様において、本願の予防上及び／又は治療上有効なレジメンは、療法の組合せの投与を含む。
【０１０６】
[00128]好適な態様において、本発明は、薬物を保持しているナノ粒子及び／又はマイクロ粒子の製造法を提供する。該方法は、
（ａ）シラン、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、又は加水分解可能シランを、メタノールとｐＨ≦３を有する水を用いて加水分解して混合物を形成させる工程；
（ｂ）５〜８のｐＨを有する水、任意にポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、及び任意に薬物を、工程（ａ）の混合物と合わせて、ＰＥＧ及び／又は薬物を含んでよい固体のヒドロゲルモノリスを形成させる工程；
（ｃ）得られた固体ヒドロゲルモノリスを取り出し；
（ｄ）任意に、前記モノリスを薬物とインキュベートしてヒドロゲル薬物組成物を形成させ、ここで工程（ｄ）の薬物は工程（ｂ）の薬物と同じでも又は異なっていてもよく；
（ｅ）工程（ｄ）の組成物を凍結乾燥して乾燥材料を形成させ；
（ｆ）工程（ｅ）の乾燥材料をボールミル粉砕又はジェットミル粉砕して粉末を形成させる；又は湿式粉砕して粒子のスラリーを形成させる工程；そして
（ｇ）任意に、湿式粉砕後に粒子の表面にポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、アニオン、カチオン、又はアルカンの内の一つ又は複数を適用する工程
を含み、それによって一つ又は複数の薬物を保持しているナノ粒子及び／又はマイクロ粒子を製造する。
【０１０７】
[00129]好ましくは、工程（ａ）で添加される水は約１．４のｐＨを有する。好ましくは、工程（ａ）ではメタノールは２５％〜７５％の濃度で存在する。さらに好ましくは、メタノールは約４５％の濃度で存在する。好ましくは、工程（ａ）は約６０℃の温度で約１．５時間実施される。
【０１０８】
[00130]ヒドロゲルモノリスの製造は、工程（ａ）が加水分解、そして工程（ｂ）が縮合の２工程法である。どちらの工程もｐＨ及び溶媒組成に依存している。工程（ａ）では見かけのｐＨは３未満である。工程（ｂ）では見かけのｐＨは５〜８の範囲である。さらに、工程（ｂ）で添加される追加の水もある。高いｐＨも追加の水も縮合反応を促進する。
【０１０９】
[00131]好ましくは、加水分解可能シランは置換トリメトキシシランを含む。このトリメトキシシランは、アルキル鎖か、チオール、アミン、カルボキシル、カルボニル、ＰＥＧ、ペプチド、糖、又は多糖を有するアルキル鎖か、又はそれらの組合せの一つ又は複数で置換されている。
【０１１０】
[00132]好ましくは、ＰＥＧはＰＥＧ２００ダルトン〜ＰＥＧ１０Ｋダルトンである。多くの場合、ＰＥＧはＰＥＧ２００ダルトン〜ＰＥＧ４００ダルトンである。ＰＥＧはしばしば方法の工程（ｂ）に添加される。これによって細孔特性と放出特性が変更される。あるいは、又はそれに加えて、粒子の表面がＰＥＧ化できる。表面ＰＥＧ化は界面特性を変更する。すなわち、粒子が互いに、そして細胞及び組織といかに相互作用するか；特に循環中で、粒子が静脈を塞ぐのを防止する。また、ＰＥＧ化により、粒子はマクロファージ及び他の免疫細胞から検出されなくなる。異なる態様においては、ペプチド、抗体、造影剤又はそれらの組合せを含むターゲティング分子がＰＥＧに結合される。
【０１１１】
[00133]粒子の表面に適用できるアニオンの例はメチルホスホネートを含む。粒子の表面に適用できるカチオンの例はアミンを含む。粒子の表面に適用できるアルカンの例はオクチル基を含む。粒子をアニオン又はカチオンで処理すると、粒子を分散性にすることができる。
【０１１２】
[00134]本発明は、本明細書中に開示された方法のいずれかによって製造された、一つ又は複数の薬物を保持しているナノ粒子及び／又はマイクロ粒子も提供する。本発明はさらに、疾患又は障害を有する対象の治療法も提供し、該方法は、治療上有効量の本明細書中に開示されたナノ粒子及び／又はマイクロ粒子のいずれかを対象に投与することを含む。
【０１１３】
関連技術との違い
[00135]本発明は以前の技術に優る利点を提供する。他の技術及びこの究極薬物送達プラットフォーム（ＵＤＤＰ）がいかに異なるかを以下に記載する。
【０１１４】
[00136]ストーバー(Stober)法に基づいたシラン誘導ナノ粒子の製造：
ナノ粒子は、反応物に対して感受性の高い溶液／溶媒相法を通じて製造される。これに対し、ＵＤＤＰの場合、単純で堅牢なブリンカータイプの化学が使用され、ストーバー法で必要な複雑な製造及び化学物質（例えばアンモニア）の要件もない。物理的性質は、ＵＤＤＰの場合、ブリンカー法から得られた空のモノリスゾルゲルをｐＨ及び温度変化などのよく確立された単純な工程を通じて操作することにより、容易に調整される。その柔軟性はストーバー法を用いてどのように達成できるか（あるとすれば）明らかでない。
【０１１５】
ストーバー法は、ＵＤＤＰには不要な複雑な反応条件及び多数の試薬（例えばアンモニア）を必要とする。
ストーバー法は、親水性及び親油性分子の両方を含むあらゆる中〜小サイズの分子の保持が容易なＵＤＤＰとは対照的に、送達物の保持能力が非常に限られている。ストーバー法は、粒子形成工程中に発生する物理化学的な力を通じて送達物を保持することを必要とする。ストーバー法の複雑さを考えると、ＵＤＤＰ由来粒子に容易に保持される送達物の大部分を保持するための条件を作り出せるのかさえ不明である。各送達物は、ストーバー法由来の粒子の場合、独自の合成条件のセットも必要とするようである。ＵＤＤＰ法では、ゲル形成のための加水分解と縮合段階の完了後に送達物のゾル−ゲル中への保持を利用するので、ゾル−ゲル化学による送達物の妨害はない。すべてのその後の工程は非化学的である。従って、ＵＤＤＰ法は、ゲル製造段階を保持段階から分離することを可能にするので、送達物とは無関係に、得られる粒子の内部及び外部の特徴の物理的性質の操作に関して、莫大な柔軟性を提供する。
【０１１６】
ＮＯ放出ナノ粒子は、より複雑なストーバー法（Ｓｃｈｏｅｎｆｉｓｈの特許及び論文）でも、チオール含有シランでドープし、次いでＳ−ニトロソチオールを生成させることによって製造されているが、粒子の物理的性質の操作に関しても、他の送達物の包含に関しても非常に限定的な能力しかない。同様のＮＯ放出粒子はＵＤＤＰを用いて容易に製造されるが、ＵＤＤＰから誘導できるすべての可能な修飾が付け加えられている。
【０１１７】
[00137]シリカ粒子：
シリカベースのナノ粒子は、粒子の受動的な保持によってある種の送達物を保持できるが、保持量、保持できるもの及び放出速度の制御に関して著しい制限がある。
【０１１８】
これに対し、ＵＤＤＰの場合、シラン誘導ヒドロゲルモノリスのゲル化後だが粒子形成前の保持は、保持される送達物の放出プロフィールを含む物理的性質を保持前に容易に操作することを可能にする。ＵＤＤＰ由来ゲルは、様々な種類の送達物に適応させるために容易に修飾することができる。この柔軟性は、シリカ粒子を利用する合成戦略の場合、明らかでない。
【０１１９】
[00138]ハイブリッドヒドロゲルプラットフォーム：
ＵＤＤＰ粒子とハイブリッドヒドロゲル粒子の組成はいくらか重なるところもあるが、二つの方法の間には明白な相違がある。主要な相違は、以前のハイブリッドヒドロゲルプラットフォームの場合、送達物はヒドロゲル製造の初期段階、すなわち加水分解後だが縮合前に保持された。その結果、ゲル形成のための条件は添加された送達物に適合するように操作されねばならず、このことがゾル−ゲル製造段階に大きな制限を課していた。多くの送達物は、添加されると、ゲル化の化学を損ね、保持されたゾル−ゲルモノリスの形成を阻止した。ゲル化の条件は、送達物の損傷を回避し、又は可能性ある望まざる反応を回避するために十分穏やかで迅速でなければならなかった。ゲル形成と適合する分子のための送達物の量は、ゲル化を損なうことなく添加できる量に制限された。従って、ＵＤＤＰ粒子の場合、ハイブリッドヒドロゲルプラットフォームの場合のゲル化の成功に必要な溶媒に比べて、クルクミンに対してより高い溶解度を有する溶媒を使用することにより、得られた粒子１ｍｇあたり少なくとも６倍多いクルクミン保持が達成できた。この制限は、油、脂質などをハイブリッドヒドロゲル粒子に保持させようとした時も非常に明らかであった。これらの送達物は、ゲル化の条件を作り上げるために非常に低濃度である必要があった。これに対し、ＵＤＤＰの場合、完全形成されたゾル−ゲルモノリスは、はるかに多量のこれらの送達物を保持することができた。
【０１２０】
放出速度。以前のハイブリッドプラットフォームも、すべてのその他の競合技術も、放出速度を容易に操作することができない。ハイブリッドプラットフォームは、様々なサイズのＰＥＧ鎖を粒子に組み込むことによって、ある程度の操作が可能であった。この技術は非常に限定的なものであった。これに対し、ＵＤＤＰ法は保持されるものとは無関係にナノ粒子内部の操作が可能である。従って、ブリンカー化学／物理を用いて初期のヒドロゲルブロック内に様々な内部構造を形成するための周知の直接的戦略は、様々な放出プロフィールにつながる密な内部構造も緩い内部構造も可能にする。さらに、ヒドロゲルを生成するための初期混合物は、様々な側鎖を有する有機シランでドープできるので、親油性、電荷、水分含量、水素結合能力、反応基（造影剤のほか、一酸化窒素、ペプチド及びその他多くの反応性薬剤を共有結合できる）に関する内部環境を調整することができる。
【０１２１】
[00139]ＵＤＤＰは、明らかにこのような従来の技術のいずれかの延長ではない。ゾル−ゲルモノリスがその形成後に送達物を保持できることは決して明らかではなかったし、無数の潜在的送達物を保持できることも確かに明らかではなかった。
【０１２２】
溶媒組成、ｐＨ及び温度の単純な変化を用いたゲル化工程の操作が放出プロフィールの制御にとても有効でありうることも明らかでなかった。
ＵＤＤＰ由来粒子からの放出プロフィールを、
−小ＰＥＧ鎖の包含
−側鎖（例えば、アミン、チオール、様々なサイズのアルキル基）の共有結合的導入
−ヒドロゲル内のポリマーネットワークの修飾（細孔サイズは、方法の２つの工程で水分含量とｐＨを厳密に制御することによって制御される）
を通じて調節できることも明らかでなかった。
【実施例】
【０１２３】
[00140]以下の実施例で、本願の一つ又は複数の態様によるゾル−ゲル／ヒドロゲルナノ粒子の製造及び特徴付けについて言及する。
【０１２４】
【表１】
2020507586.tif 000003
【０１２５】
初期の加水分解工程とその後の縮合工程（添加された水酸化物のために高ｐＨとなっている）は分離されている。
【０１２６】
【表２】
2020507586.tif 000004
【０１２７】
ＳＮＯナノ粒子の保持工程は、ナイトライトのゲルでの保持とその後の酸添加からなる。
凍結乾燥：
クルクミンを含むゲルは水／メタノール含量が低いので迅速に凍結乾燥されるが（数時間のオーダー）、ＳＮＯゲルは凍結乾燥に１〜２日かかる。
【０１２８】
凍結乾燥後の加工：
遊星ボールミル“Ｆｒｉｔｓｃｈ  Ｐｕｌｖｅｒｉｓｅｔｔｅ  ６”；最大速度＝６５０ｒｐｍ
−−１２ｍＬの窒化ケイ素ボウル又は８０ｍＬの酸化ジルコニウムボウル
−−粉砕ボールの範囲  直径＝０．５ｍｍ〜１０ｍｍ
−−乾燥粉砕により平均直径＝８ｕｍの粉末が得られる
−−高速湿式粉砕（水、プロピレングリコール、又はアルコールなどの中で）により、粉砕ボール、粉砕速度、及び粉砕時間に応じて、直径＝１５０ｎｍほどの小ささのナノ粒子懸濁液が得られる
少量サンプルの場合、めのう乳鉢及び乳棒を用いて、相当程度の粒径縮小（微粉化）が迅速に達成できる（湿式又は乾式）。
【０１２９】
一酸化窒素検出：
Ｓｉｅｖｅｒｓ  ２８０ｉ  一酸化窒素分析器
−−５ｍｇ粉末を５ｍＬ緩衝液（ｐＨ７．４）中に分散
−−容器には高純度窒素が通気されており（２００ｍＬ／分）、放出されたＮＯはこれによってオゾン−化学発光ベースの検出器に運ばれる。
【０１３０】
ベース
【０１３１】
【表３】
2020507586.tif 000005
【０１３２】
組成物
【０１３３】
【表４−１】
2020507586.tif 000006
【０１３４】
【表４−２】
2020507586.tif 000007
【０１３５】
【表４−３】
2020507586.tif 000008
【０１３６】
特殊例
【０１３７】
【表４−４】
2020507586.tif 000009
【０１３８】
【表４−５】
2020507586.tif 000010
【０１３９】
【表４−６】
2020507586.tif 000011
【０１４０】
ＵＤＤＰは様々な送達物の保持に適応する（図１）
[00141]図１に様々な送達物の放出速度を示す。この結果は、形成されたゲル（Ｂｒ１プロトコルを用いて）に様々な親油性物質を保持させることができることを示している。蛍光標識されたコレステロールとパルミチン酸を用いて保持と放出を示した。プロシアニジンは、骨関節炎の治療における使用について評価中の有力な抗酸化剤である。
【０１４１】
クルクミン保持ナノ粒子からの放出プロフィールの比較（図２）
[00142]ナノ粒子からの放出は、下記により行われた。
・Ｂｒ（ブリンカー）法、クルクミンは空のＢｒゾル−ゲルブロック（低速ゲル化プロトコル）に保持されている、
・オリジナルのヒドロゲルプラットフォーム、クルクミンは初期の縮合前混合物に混合されている、これはＢｒゾル−ゲルよりはるかに速くゲル化する、
・クルクミンはオリジナルの高速ゲル化プラットフォームに保持されているが、得られたクルクミン含有ゾル−ゲルは９日間風乾されている（密度の増強−細孔径の減少を促進するため）。
【０１４２】
[00143]結果は、低速ゲル化Ｂｒプロトコル由来のクルクミン粒子は、オリジナルプラットフォーム及びオリジナルプラットフォームの風乾バージョンと比較して、放出が劇的に緩徐化していることを示している。
【０１４３】
Ｂｒ由来粒子からのＧＳＮＯ及びＮＡＣＳＮＯの放出（図３Ａ〜３Ｂ）
[00144]オリジナルの高速ゲル化プラットフォーム中へのＮＡＣＳＮＯの保持（ＮＡＣＳＮＯは縮合前に添加される）は、水性緩衝液に添加するとＮＡＣＳＮＯのほぼ即時放出を示す粒子をもたらす。同様にして製造されたＧＳＮＯは不安定で、これも迅速放出を示した。Ｂｒ低速ゲル化ゾル−ゲルブロックの製造後に送達物を保持すると、オリジナルプラットフォームの場合よりもはるかに遅い放出を示す粒子が得られる。濃度の増加（４倍）は放出プロフィールの増大をもたらした。ＮＡＣ及びＧＳＨをまずＢｒゾル−ゲルに保持させた後、低ｐＨ緩衝液中で亜硝酸ナトリウムに暴露することにより、ＮＡＣＳＮＯ及びＧＳＮＯを残留ナイトライトなしに形成させる。
【０１４４】
[00145]Ｓ−ニトロソチオール含有分子の緩徐放出は、ＵＤＤＰを用いて達成できる。空のゾル−ゲルモノリスに、チオール含有分子：ＮＡＣ、ＧＳＨ、カプトプリル、Ｎアセチルペニシラミンを保持させる。ナイトライトの添加後、酸を添加することにより、チオールはＳ−ニトロソチオールに変換される。
【０１４５】
[00146]凍結乾燥後、粉砕することにより粒子が得られる。緩徐放出のためには、ポリマーの非常に密な充填を生じるヒドロゲルのＢｒ１式製造（低ｐＨ、非常に低速ゲル化）が必要である。緩いポリマーネットワークの生成は迅速放出を可能にする。高ｐＨ、急速ゲル化条件下で製造されたゲルは、ＳＮＯ含有分子のほぼ即時及び完全放出を示す粒子をもたらす。
【０１４６】
[00147]ＵＤＤＰ中に保持される追加の送達物：Ｓ−ニトロソチオール（ＮＡＣＳＮＯ、ＧＳＮＯ、ＳＮＡＰ）、ｓｉＲＮＡ、ペプチド、エバンスブルー、ナイトライト、アミノ酸、トリプトファン。
【０１４７】
ＵＤＤＰは、一酸化窒素放出ナノ粒子：ＳＮＯ−ｎｐの生成に使用できる
[00148]初期ゾル−ゲルブロックを、加水分解されたＴＭＯＳと加水分解されたＸ−トリメトキシシラン（ＸはＳｉに結合されたチオール含有アルキル基）を混合することによって導入されるチオールでドープする。混合物は縮合反応を受け、共有結合されたチオールを有するポリマーで製造されたゾル−ゲルを生成する。
【０１４８】
[00149]ゾル−ゲルモノリス中のチオールは、ゾル−ゲルモノリスへの化学量論量の緩衝化水溶液中ナイトライトの添加によってニトロソチオールに変換される。この工程後、少量の酸を添加することでナイトライトはＮＯに変換され、次にこれがチオールと反応して共有結合されたニトロソチオール（ＳＮＯ）となる。この反応が起こるとゾル−ゲルはピンク色に変わる。得られたピンク色のゾル−ゲルを次いで凍結乾燥させ、粉砕してナノ又はマイクロ粒子を製造する。ＮＯは水性環境中で放出されるが、放出は、光、熱、金属イオン、ｐＨによって促進できる。
【０１４９】
チオール濃度が低下するとＮＯ放出も減少する（図４）
[00150]ＮＯ放出速度は、図４に示されているように温度依存性である。
ゾル−ゲルマトリックスへの小ＰＥＧ鎖の組込みは、ＳＮＯ−ｎｐのＮＯ保持及び放出に影響を及ぼす
[00151]図５に、ＰＥＧの不在がＮＯ放出の減少を招く例を示す。放出速度は温度依存性である。
【０１５０】
[00152]粒子は１４時間にわたって一定量のＮＯを放出する（図６）。
表１．チオール含量及びＳＮＯ保持効率
【０１５１】
【表５】
2020507586.tif 000012
【０１５２】
Ｂｒ粒子の容易な表面ＰＥＧ化及び蛍光／放射性標識
[00153]Ｂｒゾル−ゲルをチオール（又はアミン）含有シラン（例えばＭＰＴＳ又はＡＰＴＳ）でドープすることにより、
・粒子表面へのＰＥＧ鎖の結合；
・反応性フルオロフォア／造影剤、放射性標識（アミン又はチオールに結合する）の、粒子内（ドープされたゲルに凍結乾燥前に試薬を添加）又は粒子上（粒子の製造後に添加）での共有結合；
・マルチカラーを有する粒子が製造可能：ある色は粒子自体用、そしてある色は粒子の表面に結合したＰＥＧ鎖用
が可能になる。
【０１５３】
[00154]表面チオールの官能性は、マレイミド結合を介したＰＥＧ化を可能にする（Ｃｙ３−ＰＥＧ  ３Ｋ  ５７０ｎｍで最大蛍光）（図７）。
[00155]空の／あらかじめ保持させたゾル−ゲルモノリスを小ＰＥＧ鎖でドープすることによる放出プロフィールへの影響（ＮＡＣＳＮＯ、クルクミン、ＮＯ）。
【０１５４】
[00156]新規ブロックゲルプロトコル（ユニバーサル薬物送達プラットフォーム）を用いて製造されたナノ粒子からのＮＡＣＳＮＯ（Ｎ−アセチルシステインのＳＮＯ誘導体）及びクルクミンの放出速度への添加ＰＥＧ４００の効果。
【０１５５】
・新規プロトコルは、ＴＭＯＳから標準的ブリンカーゲル化法を用いて製造されたゲルブロックにＮＡＣＳＮＯ及びクルクミンを注入する。ゲルに送達物を保持させたら、ゲルは凍結乾燥され、次いで粉砕されて保持ナノ粒子が製造される。
【０１５６】
・各送達物用に４個の別のゲルを製造する。
・１つのゲルはＰＥＧの添加なしであるが、他の３個は様々な量のＰＥＧ４００が添加されている。図面に示されている添加ＰＥＧのパーセンテージは、我々のオリジナルのプロトコルで添加されたものと比較した添加ＰＥＧのパーセンテージである。
【０１５７】
[00157]図８及び９に、それぞれ、様々なＰＥＧ量におけるクルクミン放出及びＮＡＣＳＮＯ放出を示す。
ＳＮＯ−ｎｐ周囲にＰＥＧハローを示す蛍光イメージング
[00158]ＳＮＯナノ粒子は、内部マトリックス内に共有結合された蛍光プローブを用いて製造された。蛍光標識されたＰＥＧは、ナノ粒子に結合しているチオールに結合させるためにマレイミド誘導体化蛍光ＰＥＧを用いて表面に結合された。二つの蛍光プローブは異なる波長を発する。結果は、顕微鏡でナノ粒子自体からの発光だけをモニターする場合（個別又はｃｌｕｍｂｅｄ輝点として見られる）、その画像は、同じ画像にＰＥＧ（ＰＥＧ化ナノ粒子の周囲にハローを形成するＰＥＧと一致する）からの信号が含まれる場合よりもはるかに小さいことを示している。
【０１５８】
新規ＵＤＤＰナノ粒子プラットフォームからの放出プロフィールに及ぼすシランドーピングの影響
[00159]ゲルモノリス／ブロックは、Ｂｒ１（ゲル形成のためのブリンカー法）と呼ばれるＴＭＯＳ（テトラメトキシシラン）のみを用いた純処方か、又はアルキル側鎖（オクチル）のチオール含有基（ＭＰＴＳ）である第４部位を有するトリメトキシシランでドープされたＴＭＯＳを用いて形成される。ゲルを完全に形成させてから試験分子を保持させる。誘導体化ＰＥＧ鎖（チオールに迅速に結合するマレイミドで誘導体化されている）を、ＭＰＴＳ（チオールを含有する）でドープされた完全形成ナノ粒子に結合させる。
【０１５９】
ＰＥＧ化あり及びなしのナノ粒子からのトリプトファンの放出プロフィール（図１０）
[00160]結果は、ＳＮＯ−ｎｐ、クルクミン保持及びＮＡＣＳＮＯ保持ナノ粒子に関する以前の研究と同様で、表面ＰＥＧ化が放出を遅くすることを示している。
【０１６０】
オクチル基によるゲルブロックのドーピングに応じたＮＡＣＳＮＯ（Ｎ−アセチルシステインのＳＮＯ誘導体）及びクルクミンの放出（図１１）
[00161]オクチル基の存在は、水溶性ＮＡＣＳＮＯの放出も脂溶性クルクミンの放出も遅くする。
【０１６１】
３％オクチル−ＴＭＯＳによるゲルのドーピングの、脂質放出に対する効果（図１３）
[00162]３％オクチルでドープされたゲルはコレステロール放出を変化させたが（８０％の放出から５５％の放出へ減少）、パルミテートの放出には何の効果もなかった。
【０１６２】
シランドーピングの放出プロフィールに及ぼす影響
[00163]空のゾル−ゲルモノリス／ブロックは、Ｂｒ１（ゲル形成のためのブリンカー法）と呼ばれるＴＭＯＳ（テトラメトキシシラン）のみを用いた純処方か、又はトリメトキシシラン（第４部位はアルキル側鎖のチオール含有基（例えばＭＰＴＳ）；アルキル側鎖のアミン含有基（例えばＡＰＴＳ）；様々な長さのアルキル側鎖のいずれか）でドープされたＴＭＯＳを用いて形成される。
【０１６３】
[00164]他の可能性あるドーパント（Ｘ−トリメトキシシラン）は、Ｘが、ＰＥＧ鎖、脂質／脂肪酸、カルボキシル含有アルキル鎖、糖又はデンプン含有アルキル鎖である。
[00165]ゲルを、様々なサイズ／形状のアルキル側鎖を有するトリメトキシシランで、及びチオール含有トリメトキシシラン（ＭＰＴＳ）：チオール−ＭＰＴＳ、イソブチル−ＩＢＴＳ、ビニル−ＶＴＳ、オクチル−ＯＴＳ  オクタデシル−ＯＤＴＳ、ドープされていない基本処方のブリンカー１でドープすることによるクルクミン及びＳ−ニトロソＮ−アセチルシステイン（ＮＡＣＳＮＯ）のナノ粒子放出プロフィールの調整。
【０１６４】
ｐＨは放出速度の制御に使用できる
[00166]ｐＨは、ゲル化の速度及び細孔構造に影響を及ぼすことが知られている。高ｐＨはゲル化時間を加速するが、大きい細孔を有するゾル−ゲルを形成する。低ｐＨはゲル化を遅くし、小さな細孔を有する緻密なポリマー構造に好都合である。初期混合物に塩基を添加すると、速いゲル化と、ゲル化後に保持された送達物の速い放出プロフィールをもたらす。添加された塩基又は酸はゾル−ゲルモノリスが形成されたら洗い流されるので、ｐＨが特定の送達物を劣化させるかもしれないという懸念は排除される。
【０１６５】
[00167]ｐＨの上昇はクルクミンの放出を増大させる（図１６）。クルクミンシリーズは、２５％ＰＥＧ４００でドープされたゾル−ゲルでは、初期縮合工程で添加された塩基の量が増加すると、保持されたクルクミンの放出速度が増大することを示している。
【０１６６】
共有結合されたアミン基の組込み（ＡＰＴＳによる）、負に帯電したエバンスブルー色素の放出速度は実質的に遅くなる
[00168]アミンは、加水分解されたＡＰＴＳを加水分解されたＴＭＯＳと混合することによって組み込まれる。得られるゾル−ゲルモノリスに、負に帯電した４個の基を有する水溶性色素エバンスブルーを保持させる。アミンドーピングがなければ、エバンスブルーの放出は粒子を水に添加するとほぼ即座である。アミンの存在は実質的に放出を遅くする。
【０１６７】
[00169]ＡＰＴＳドープゾル−ゲルでは、放出時間はｐＨの上昇により長くなる。ＡＰＴＳでドープされたＢｒゾル−ゲル中のエバンスブルー及びクルクミンの放出プロフィールは、縮合前の初期混合物への塩基の添加が増加すると放出が増大することを示す。送達物はゾル−ゲル形成後に保持される。ｐＨの上昇はゲル化時間を加速する。
【０１６８】
[00170]本発明は、本明細書中に記載されている特定の態様によってその範囲を限定されない。実際、当業者には、記載されているものに加えて、本発明の様々な修正が前記説明及び添付の図面から明らかとなるであろう。そのような修正も添付の特許請求の範囲内に含まれるものとする。
【０１６９】
[00171]本明細書中に引用されているすべての参考文献は、各個別の出版物又は特許又は特許出願があたかも具体的に及び個別にそれらの全文をすべての目的のために引用によって本明細書に援用すると示されているかのごとく、それらの全文をすべての目的のために引用によって本明細書に援用する。
【図１】
2020507586.tif 000013
【図２】
2020507586.tif 000014
【図３Ａ】
2020507586.tif 000015
【図３Ｂ】
2020507586.tif 000016
【図４】
2020507586.tif 000017
【図５】
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【図６】
2020507586.tif 000019
【図７】
2020507586.tif 000020
【図８】
2020507586.tif 000021
【図９】
2020507586.tif 000022
【図１０】
2020507586.tif 000023
【図１１】
2020507586.tif 000024
【図１２】
2020507586.tif 000025
【図１３】
2020507586.tif 000026
【図１４】
2020507586.tif 000027
【図１５】
2020507586.tif 000028
【図１６】
2020507586.tif 000029
【図１７】
2020507586.tif 000030
【図１８Ａ】
2020507586.tif 000031
【図１８Ｂ】
2020507586.tif 000032
【図１９Ａ】
2020507586.tif 000033
【図１９Ｂ】
2020507586.tif 000034
【図１９Ｃ】
2020507586.tif 000035
【図２０】
2020507586.tif 000036
【図２１】
2020507586.tif 000037
【図２２】
2020507586.tif 000038
【図２３】
2020507586.tif 000039
【国際調査報告】
2020507586.tif 000040
2020507586.tif 000041