(57)【要約】  腸透過性関連疾患又は障害を治療するための組成物及び方法であって、治療上有効量の少なくとも約５００Ｐａの弾性率（Ｇ’）を有するヒドロゲルを、それを必要とする対象の消化管に投与することを含む、組成物及び方法が提供される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
それを必要とする対象の腸透過性関連疾患又は障害を予防又は治療する方法であって、治療上有効量の少なくとも約５００Ｐａ〜約１００００Ｐａの弾性率（Ｇ’）を有する架橋ヒドロゲルを対象の消化管に投与するステップを含む、上記方法。
【請求項２】
弾性率（Ｇ’）が約１０００Ｐａ〜約９０００Ｐａである、請求項２に記載の方法。
【請求項３】
弾性率（Ｇ’）が約６００Ｐａ〜約９０００Ｐａである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
弾性率（Ｇ’）が約８００Ｐａ〜約８０００Ｐａである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
弾性率（Ｇ’）が約１０００Ｐａ〜約６０００Ｐａである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ヒドロゲルが架橋多糖である、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
疾患又は障害が、胃炎、消化性潰瘍、十二指腸潰瘍、胃食道逆流症（ＧＥＲＤ）、呑酸、好酸球性食道炎、炎症性腸疾患（ＩＢＤ）、セリアック病、食物アレルギー、過敏性腸症候群（ＩＢＳ）、感染性大腸炎、消化管に対する感染症又は外傷、消化管の炎症、腸急性放射線症候群、環境腸症、粘膜炎、混合性結合組織病（ＭＣＴＤ）、慢性炎症、急性炎症、非アルコール性脂肪性肝炎（ＮＡＳＨ）、非アルコール性脂肪性肝疾患（ＮＡＦＬＤ）、１型糖尿病、慢性アルコール依存症の続発症、呼吸器感染症及び神経障害からなる群から選択される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
疾患又は障害が、クローン病；潰瘍性大腸炎；ピロリ菌（Ｈ．  ｐｙｌｏｒｉ）；サルモネラ属種（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ  ｓｐｐ．）、シゲラ属（Ｓｈｉｇｅｌｌａ）、ブドウ球菌属（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ）、カンピロバクター属（Ｃａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒ）、クロストリジウム・ディフィシル（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｄｉｆｆｉｃｉｌｅ）、病原性大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）、エルシニア属（Ｙｅｒｓｉｎｉａ）、ビブリオ属種（Ｖｉｂｒｉｏ  ｓｐｐ）、カンジダ属（Ｃａｎｄｉｄａ）、ジアルジア属（Ｇｉａｒｄｉａ）、赤痢アメーバ（Ｅｎｔａｍｏｅｂａ  ｈｉｓｔｏｌｙｔｉｃａ）、バクテロイデス・フラジリス（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ  ｆｒａｇｉｌｉｓ）、ロタウイルス、ノロウイルス、アデノウイルス及びアストロウイルスによる感染症から選択される感染症；化学療法誘発性の口腔又は腸粘膜炎；関節炎；敗血症；自閉症スペクトラム症、アルツハイマー病及びパーキンソン病からなる群から選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ヒドロゲルが架橋カルボキシメチルセルロースを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
カルボキシメチルセルロースが共有結合架橋されている、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
カルボキシメチルセルロースが、ポリカルボン酸又は二官能性ＰＥＧで架橋されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
カルボキシメチルセルロースがＰＥＧＤＥ又はクエン酸で架橋されている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
カルボキシメチルセルロースが高粘度カルボキシメチルセルロースである、請求項９から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
ヒドロゲルがクエン酸で架橋された高粘度カルボキシメチルセルロースである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
５００〜１００００Ｐａの弾性率（Ｇ’）を有するヒドロゲルを含む経口投与に適した剤形の、消化管透過性関連疾患又は障害の治療又は予防に使用するための医薬組成物。
【請求項１６】
ヒドロゲルが架橋カルボキシメチルセルロースを含む、請求項１５に記載の医薬組成物。
【請求項１７】
カルボキシメチルセルロースがクエン酸又は二官能性ＰＥＧで架橋されている、請求項１６に記載の医薬組成物。
【請求項１８】
それを必要とする対象の腸透過性関連疾患又は障害を予防又は治療する方法であって、疾患又は障害が消化管外の組織に影響を及ぼし、治療上有効量のヒドロゲルを対象の消化管に投与するステップを含む上記方法。
【請求項１９】
ヒドロゲルが対象に経口投与される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
疾患又は障害が、混合性結合組織病；慢性炎症；急性炎症；肝疾患；慢性アルコール依存症の続発症；感染症；及び神経障害からなる群から選択される、請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
疾患又は障害が、関節炎、敗血症、非アルコール性脂肪性肝炎、非アルコール性脂肪性肝疾患、肝硬変、肝細胞癌；慢性アルコール依存症の続発症；呼吸器感染症；自閉症スペクトラム症、アルツハイマー病及びパーキンソン病からなる群から選択される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ヒドロゲルが架橋親水性ポリマーを含む、請求項１８から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
親水性ポリマーが多糖である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
多糖がカルボキシメチルセルロースである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
カルボキシメチルセルロースが高粘度カルボキシメチルセルロースである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
カルボキシメチルセルロースが共有結合架橋されている、請求項２４又は２５に記載の方法。
【請求項２７】
カルボキシメチルセルロースがポリカルボン酸で架橋されている、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
カルボキシメチルセルロースがクエン酸又は二官能性ＰＥＧで架橋されている、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
ヒドロゲルが約５００Ｐａ〜約１００００Ｐａの弾性率（Ｇ’）を有する、請求項１８から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
弾性率が約１０００Ｐａ〜約８０００Ｐａである、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
弾性率が約１０００Ｐａ〜約６０００Ｐａである、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
消化（ＧＩ）管の粘膜組織を修復又は再生する方法であって、約５００Ｐａ〜約１００００Ｐａの弾性率（Ｇ’）を有するヒドロゲルを、修復又は再生を必要とする粘膜組織と接触させるステップを含む、上記方法。
【請求項３３】
消化（ＧＩ）管の密着結合の形成を促進する方法であって、約５００Ｐａ〜約１００００Ｐａの弾性率（Ｇ’）を有するヒドロゲルを、修復又は再生を必要とする消化管と接触させるステップを含む、上記方法。
【請求項３４】
ＧＩ管で一過的足場を形成する方法であって、ＧＩ管を約５００Ｐａ〜約１００００Ｐａの弾性率（Ｇ’）を有するヒドロゲルと接触させるステップを含み、ヒドロゲルがＧＩ管で足場を形成し、足場が細胞−生体材料相互作用、細胞接着、細胞生存、増殖及び分化又はこれらの任意の組み合わせのためのガス、栄養素及び調節因子の十分な輸送を促進し、一過的足場が、腸管腔とヒドロゲルの接触前のＧＩ管の炎症の量と比較してＧＩ管の炎症を増加させない、上記方法。
【請求項３５】
ヒドロゲルが架橋親水性ポリマーを含む、請求項３２から３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
親水性ポリマーが多糖である、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
多糖がカルボキシメチルセルロースである、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
カルボキシメチルセルロースが高粘度カルボキシメチルセルロースである、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
カルボキシメチルセルロースが共有結合架橋されている、請求項３７又は３８に記載の方法。
【請求項４０】
カルボキシメチルセルロースがポリカルボン酸で架橋されている、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
カルボキシメチルセルロースがクエン酸又は二官能性ＰＥＧで架橋されている、請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
ヒドロゲルが約５００Ｐａ〜約１００００Ｐａの弾性率（Ｇ’）を有する、請求項３２から４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
弾性率が約１０００Ｐａ〜約８０００Ｐａである、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
弾性率が約１０００Ｐａ〜約６０００Ｐａである、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
第２の治療薬の同時投与をさらに含む、請求項１又は１５に記載の方法。
【請求項４６】
多糖が改質セルロースである、請求項６、２３及び３６のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ヒトの消化（ＧＩ）管とは、胃及び腸を指し、時には口から肛門までの全ての構造を指す。上部消化管は食道、胃及び十二指腸からなる。いくつかの出典では、口腔及び咽頭も含まれる。「上部」と「下部」の正確な境界は変化し得る。肉眼的解剖では、十二指腸は統合された器官のように見え得るが、しばしば機能、動脈供給又は発生学に基づいて２つの部分に分けられる。ＧＩ管の統合された部分は、ＧＩ管の副器官と呼ばれる膵臓及び肝臓である。
【０００２】
下部消化管には、小腸の大部分及び大腸の全てが含まれる。いくつかの出典によると、これには肛門も含まれる。腸（ｉｎｔｅｓｔｉｎｅ）−又は腸（ｂｏｗｅｌ）−は小腸と大腸に分けられる。小腸には３つの部分がある：ｉ）膵臓と肝臓の消化液が混ざる十二指腸、ｉｉ）十二指腸を回腸につなぐ腸の中央部分である空腸、及びｉｉｉ）全ての可溶性分子が血液中に吸収される絨毛を有する回腸。大腸にも３つの部分がある：ｉ）虫垂が盲腸に付着している盲腸、ｉｉ）上行結腸、横行結腸、下行結腸及びＳ状結腸曲からなる結腸、ならびにｉｉｉ）直腸。
【０００３】
腸には、栄養素の消化及び吸収と外部環境に対するバリアの維持という２つの主要な役割がある。腸はまた、体内で最大の内分泌器官ならびに免疫系の最大かつ最も複雑な部分を形成する。ヒト成人では、腸表面積は大きく、約１００ｍ２である。この大きな領域は、食品成分、正常な腸内細菌叢及び病原体の形態の様々な抗原に継続的にさらされている。
【０００４】
本明細書で「腸組織」とも呼ばれる腸粘膜表面は、陰窩内の未分化細胞の複製（７×１０６個細胞／分）によって継続的かつ迅速に置換される上皮細胞（ＩＥＣ）の単層によって裏打ちされている。腸粘膜の上皮細胞層は非常に複雑でユニークである。上皮細胞層は食物消化のために消化酵素を頂端部から管腔に分泌する。上皮細胞層はまた、下半から粘膜固有層（ＬＰ）まで様々なタンパク質を分泌する。さらに、前記上皮細胞は、管腔（その後、ＬＰ内の多様な細胞集団に情報を伝達する）と基底膜側の両方からシグナルを受信している。基底膜側では、腸上皮細胞（ＩＥＣ）が種々の免疫細胞、神経細胞及び間質細胞から多くのシグナルを受信する。両側のシグナルは、それぞれの微小環境の影響を受け、腸細胞の機能状態、行動及び構造に影響を及ぼし、消化管の完全性及び恒常性をもたらす。
【０００５】
上皮バリアの保護は、上皮細胞を封鎖する密着結合（ＴＪ）及び接着結合（ＡＪ）によって構成される結合複合体、ならびに粘液の産生によって保証されている。特殊な上皮細胞、すなわち杯細胞によっても産生される粘液は、摂取された食物、微生物及び細菌産物によって引き起こされる物理的及び化学的損傷の防御の最前線を提供する。杯細胞を含むＧＩ管のあらゆる部分の損傷は、腸バリア障害を引き起こし、腸壁への管腔内容物の侵入を可能にし、ＧＩ管の炎症を含む慢性炎症を開始し得る。腸透過性関連疾患及び障害を予防及び治療するための新たな組成物及び方法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
消化管炎症を含む、腸透過性関連疾患及び障害を予防及び治療するための組成物及び方法であって、治療上及び恒常的有効量のヒドロゲル、好ましくは少なくとも約５００Ｐａ、好ましくは約５００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、より好ましくは約５００Ｐａ〜約１００００Ｐａの本明細書で定義される弾性率（Ｇ’）を有するヒドロゲルを、それを必要とする対象の消化管に投与することを含む、組成物及び方法が提供される。
【０００７】
特許又は出願ファイルは、カラーで作成された少なくとも１つの図面を含む。カラー図面を含むこの特許又は特許出願公開のコピーは、要求及び必要な料金の支払いに応じて特許庁によって提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】粘液可視化のためにアルシアンブルー−ＰＡＳで染色した対照マウス及び本発明のヒドロゲルで処置したマウスの染色した空腸の画像である。
【図２】粘液可視化のためにアルシアンブルー−ＰＡＳで染色した対照マウス及び本発明のヒドロゲルで処置したマウスの染色した回腸の画像である。
【図３】粘液可視化のためにアルシアンブルー−ＰＡＳで染色した対照マウス及び本発明のヒドロゲルで処置したマウスの染色した盲腸の画像である。
【図４】粘液可視化のためにアルシアンブルー−ＰＡＳで染色した対照マウス及び本発明のヒドロゲルで処置したマウスの染色した結腸の画像である。
【図５】結合ＺＯ−１について染色した対照動物（ヒドロゲルを含まない食餌）の染色した結腸の画像である（ＺＯ−１、密着結合の成分は赤色である；ＣＤ３４、腸血管のマーカーは青色で、核のＤＡＰＩマーカーはシアンである）。
【図６】結合ＺＯ−１について染色した８％のゲルＢで処置した動物の結腸の画像である。
【図７】対照動物及び８％のゲルＢで処置した動物の染色した結腸を示す画像である。
【図８】対照動物の染色した回腸を示す画像である（ＺＯ−１、密着結合の成分は赤色である；ＣＤ３４、腸血管のマーカーは青色で、核のＤＡＰＩマーカーはシアンである）。
【図９】２％のゲルＢで処置した動物の染色した回腸を示す画像である。
【図１０】４％のゲルＢで処置した動物の染色した回腸を示す画像である。
【図１１】６％のゲルＢで処置した動物の染色した回腸を示す画像である。
【図１２】８％のゲルＢで処置した動物の染色した回腸を示す画像である。
【図１３】粘液可視化のためにアルシアンブルー−ＰＡＳで染色した媒体、ＰＢＳ、ゲルＢ−０１、ゲルＢ−０２、ゲルＢ−０３又はゲルＢ−０４で処置したヒト結腸組織試料を示す画像である。
【図１４】固形飼料食餌、ゲルＢ−０２  ２％補充食餌及びゲルＢ−０２  ４％補充食餌を与えたマウスの体重の重量変動（％）を示すグラフである；１群当たりｎ＝５（２元配置ＡＮＯＶＡにより計算される＊＊＊Ｐ＜０．０１）。
【図１５】固形飼料食餌、ゲルＢ−０２  ２％補充食餌及びゲルＢ−０２  ４％補充食餌を与えたマウスの９日目の結腸長（ｃｍ）を示す図である；１群当たりｎ＝５（一元配置ＡＮＯＶＡにより計算される＊Ｐ＜０．０５；＊＊＊Ｐ＜０．０１）。
【図１６】粘液可視化のために染色した（アルシアンブルー／ＰＡＳ及びＫｉ６７  ＩＨＣ）様々なレベルの弾性を有する種々のＣＭＣ／ＣＡヒドロゲルとインキュベートしたマウスの結腸切片を示す画像である。
【図１７】様々なレベルの弾性を有する種々のＣＭＣ／ＣＡヒドロゲル又はＣＭＣ／ＣＡヒドロゲルの弾性に匹敵する弾性を有するＣＭＣ／ＰＥＧＤＥヒドロゲルとインキュベートしたマウスの染色した結腸切片を示す画像である。
【図１８】様々なレベルの弾性を有する種々のＣＭＣ／ＣＡヒドロゲル又はＣＭＣ／ＣＡヒドロゲルの弾性に匹敵する弾性を有するＰＥＧＤＡヒドロゲルとインキュベートしたマウスの染色した結腸切片を示す画像である。
【図１９】様々なレベルの弾性を有する種々の非架橋繊維とインキュベートしたマウスの染色した結腸切片を示す画像である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎｄ」及び「ｔｈｅ」は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数の指示対象を含む。よって、例えば、「バイオマーカー（ａ  ｂｉｏｍａｒｋｅｒ）」への言及は、複数のこのようなバイオマーカーを含む。
【００１０】
本発明の目的のために、「消化管」又は「ＧＩ管」は、胃、小腸（十二指腸、空腸、回腸）、大腸（盲腸、結腸、直腸）及び肛門を含むと理解される。下部消化管には、小腸の大部分及び大腸の全てが含まれる。いくつかの出典によると、これには肛門も含まれる。「腸」は小腸と大腸に分けられる。小腸には３つの部分がある：ｉ）膵臓と肝臓の消化液が混ざる十二指腸、ｉｉ）十二指腸を回腸につなぐ腸の中央部分である空腸、及びｉｉｉ）全ての可溶性分子が血液中に吸収される絨毛を有する回腸。大腸にも３つの部分がある：ｉ）虫垂が盲腸に付着している盲腸、ｉｉ）上行結腸、横行結腸、下行結腸及びＳ状結腸曲からなる結腸、ならびにｉｉｉ）直腸。本明細書で使用される場合、消化管を裏打ちする組織を、「腸組織」、「粘膜表面」、「粘膜組織」又は「粘膜」と呼ぶことがある。
【００１１】
「腸透過性関連疾患又は障害」という用語は、正常な透過性と比較して増加し、腸恒常性の喪失、機能障害及び疾患を引き起こす、乱れた腸透過性に関連する疾患又は障害を指す。対象は、既知の腸透過性アッセイ及び／又は接着分子を含む上皮完全性のマーカー、免疫もしくは炎症のバイオマーカー、又は細菌マーカー、例えば内毒素の評価を使用して、上皮の完全性のマーカーの評価を使用して、対象の腸透過性を測定することによって、乱れた腸透過性を患っていると特定され得る（Ｂｉｓｃｈｏｆｆら、ＢＣ  Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ  ２０１４、１４：１８９）。対象はまた、本明細書に記載されるような腸透過性関連疾患又は障害を有する対象の診断時に、乱れた腸透過性を患っていると特定され得る。
【００１２】
本明細書で使用される「治療上有効量」又は「有効量」又は「治療上有効な」は、所与の条件及び投与レジメンに対して治療効果を提供する量；例えば、健康な腸上皮組織を維持する、例えば腸透過性関連疾患又は医薬品の有害な副作用から生じる健康な腸上皮組織への損傷を防ぐ、腸組織を修復及び再生する、ならびに／あるいはＧＩ管の炎症などの腸透過性関連疾患又は障害の病態、徴候又は症状を軽減するのに十分な量を指す。これは、必要な添加剤及び希釈剤、すなわち担体又は投与ビヒクルに関連して所望の治療効果をもたらすように計算された活性物質の所定量である。さらに、患者の活動、機能及び応答における臨床的に有意な不足を軽減又は防止するのに十分な量を意味することを意図している。あるいは、治療上有効量は、患者の臨床的に有意な状態の改善を引き起こすのに十分である。当業者によって理解されるように、化合物の量は、その比活性に応じて変化し得る。適切な投与量は、必要な希釈剤に関連して所望の治療効果をもたらすように計算された所定量の活性組成物を含有し得る。
【００１３】
「対象」又は「患者」とは、ヒト、霊長類、非ヒト霊長類、実験動物、農場動物、家畜又は家庭用ペットを指す。
【００１４】
「治療する」又は「治療」という用語は、疾患、病的状態又は障害を治癒、改善、安定化又は予防することを意図とした患者の医学的管理を指す。この用語には、積極的治療、すなわち、特に疾患、病的状態又は障害の改善に向けられた治療が含まれ、また、原因治療、すなわち、関連する疾患、病的状態又は障害の原因の除去に向けた治療も含まれる。さらに、この用語には、緩和療法、すなわち、疾患、病的状態又は障害の治癒ではなく、症状の緩和のために設計された治療；予防的治療、すなわち、関連する疾患、病的状態又は障害の発症を最小限に抑える、部分的又は完全に阻害することを目的とした治療；及び支持療法、すなわち、関連する疾患、病的状態又は障害の改善に向けられた別の特定の療法を補うために使用される治療も含まれる。
【００１５】
本明細書で使用される場合、「ヒドロゲル」は、大きな相対体積の水溶液を保持することができる親水性ポリマー又は２つ以上の親水性ポリマーの組み合わせである。ヒドロゲルは、分岐ポリマーもしくは直鎖ポリマー、又は分岐ポリマーと直鎖ポリマーの混合物、例えば約１、２、３、４、５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５、９６、９７、９８、９９又は１００％（ｗ／ｗ）の直鎖対分岐であり得る。好ましい実施形態では、１つ又は複数の親水性ポリマーが、例えば、物理的、イオン的又は共有結合架橋によって架橋されている。ヒドロゲルは、ヒドロゲルの所望の物理特性に応じて、種々の量の架橋を有することができる。好ましくは、本発明の方法で使用されるヒドロゲルは、本発明による腸透過性関連疾患及び障害の治療又は予防のために最適化された弾性特性を有する。本発明の方法で使用されるヒドロゲルの弾性特性は、架橋の程度、架橋剤の種類、分子量及び骨格の構造を含む、それらの高分子構造に関連している。好ましくは、ヒドロゲルは可塑剤を含まない。本発明の方法に有用な適切なヒドロゲルには、その各々の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第９３５３１９１号明細書及び同第８６５８１４７号明細書ならびに米国特許公開第２０１６／０２２２１３４号明細書ならびに米国特許出願第１５／９４４９６０号明細書に開示されているものが含まれる。
【００１６】
本明細書で使用される場合、「親水性ポリマー」という用語は、実質的に水溶性であり、好ましくはヒドロキシル化されたモノマー単位を含むポリマーを指す。親水性ポリマーは、１つの反復モノマー単位のみを含むホモポリマー、又は２つ以上の異なる反復モノマー単位を含むコポリマーであり得る。一定の実施形態では、親水性ポリマーが付加ポリマー又は縮合ポリマーである。親水性ポリマーの反復単位の一部又は全部が、極性官能基、例えば酸性、塩基性又は中性の親水性官能基、例えば、ヒドロキシル；カルボキシル；スルホナート、ホスホナート；グアニジン；アマンディン（ａｍａｎｄｉｎｅ）；一級、二級もしくは三級アミノ；又は四級アンモニウムを含む。好ましい実施形態では、親水性ポリマーがヒドロキシル化されている、例えばポリアリルアルコール、ポリビニルアルコール又は多糖である。適切な多糖の例としては、置換セルロースを含む改質セルロース、置換デキストラン、デンプン及び置換デンプン、グリコサミノグリカン、キトサン及びアルギナートが挙げられる。
【００１７】
一定の実施形態では、ヒドロゲルが、架橋ポリアクリレート、架橋ポリメタクリレート、又はアクリレートもしくはメタクリレートとアクリルアミドもしくはメタクリルアミドなどの中性モノマーの架橋コポリマーなどの架橋付加ポリマーを含む。このようなポリマー及びコポリマーは、当技術分野で知られている方法を使用して架橋することができる。一定の実施形態では、ヒドロゲルがポリエチレングリコールジアクリレート（ＰＥＧＤＡ）を含む。好ましくは、ＰＥＧＤＡの平均分子量が約２５０Ｄａ〜約２００００Ｄａに及ぶ。好ましくは、ＰＥＧＤＡの平均分子量が２５０ＤＡ、５７５Ｄａ、７００Ｄａ、７５０Ｄａ、１０００、Ｄａ、２０００Ｄａ、６０００Ｄａ、１００００Ｄａ又は２００００Ｄａである。
【００１８】
本発明のヒドロゲルで使用することができる多糖には、セルロースエステル及びエーテルなどの改質セルロースが含まれる。セルロースエステルには、酢酸セルロース、セルロースアセタートプロピオナート及びセルロースアセタートブチラートが含まれる。セルロースエーテルには、メチルセルロース、エチルセルロース及びｎ−プロピルセルロースを含むＣ１〜Ｃ６−アルキルセルロースなどのアルキルセルロース；ヒドロキシ−Ｃ１〜Ｃ６−アルキルセルロース及びヒドロキシ−Ｃ１〜Ｃ６−アルキル−Ｃ１〜Ｃ６−アルキルセルロースを含む置換アルキルセルロース、例えばヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシ−ｎ−プロピルセルロース、ヒドロキシ−ｎ−ブチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース及びカルボキシメチルセルロース；コーンスターチ、ヒドロキシプロピルデンプン及びカルボキシメチルデンプンなどのデンプン及び置換デンプン；硫酸デキストラン、リン酸デキストラン及びジエチルアミノデキストランなどの置換デキストラン；ヘパリン、ヒアルロン酸、コンドロイチン、コンドロイチン硫酸及びヘパラン硫酸を含むグリコサミノグリカン；ならびにポリグルクロン酸、ポリマヌロン酸、ポリガラクツロン酸及びポリアラビン酸（ｐｏｌｙａｒａｂｉｎｉｃ  ａｃｉｄ）などのポリウロン酸が含まれる。
【００１９】
本明細書で使用される場合、「イオン性ポリマー」という用語は、カルボキシル基、硫酸基、スルホン酸基、リン酸基もしくはホスホン酸基などの酸性官能基、又はアミノ、置換アミノもしくはグアニジル基などの塩基性官能基を有するモノマー単位を含むポリマーを指す。適切なｐＨ範囲の水溶液の場合、酸性官能基を含むイオン性ポリマーはポリアニオンとなり、このようなポリマーは本明細書では「アニオン性ポリマー」と呼ばれる。同様に、適切なｐＨ範囲の水溶液では、塩基性官能基を含むイオン性ポリマーはポリカチオンになる。このようなポリマーは、本明細書では「カチオン性ポリマー」と呼ばれる。本明細書で使用される場合、イオン性ポリマー、アニオン性ポリマー及びカチオン性ポリマーという用語は、適切な対イオンと組み合わせた、酸性又は塩基性官能基が帯電していない親水性ポリマー、ならびに酸性又は塩基性官能基の一部又は全てが帯電しているポリマーを指す。適切なアニオン性ポリマーには、アルギナート、デキストラン硫酸、カルボキシメチルセルロース、ヒアルロン酸、ポリグルクロン酸、ポリマヌロン酸、ポリガラクツロン酸、ポリアラビン酸；クロンドロイチン（ｃｈｒｏｎｄｒｏｉｔｉｎ）硫酸及びリン酸デキストランが含まれる。適切なカチオン性ポリマーには、キトサン及びジメチルアミノデキストランが含まれる。好ましいイオン性ポリマーはカルボキシメチルセルロースであり、これは酸形態で、又はナトリウムもしくはカリウムなどの適切なカチオンとの塩として使用することができる。
【００２０】
本明細書で使用される「非イオン性ポリマー」という用語は、酸性基又は塩基性基などのイオン化可能な官能基を有するモノマー単位を含まない親水性ポリマーを指す。このようなポリマーは、水溶液中で帯電していない。本方法で使用するのに適した非イオン性ポリマーの例は、ポリアリルアルコール、ポリビニルアルコール、デンプン及び置換デンプン、例えばコーンスターチ及びヒドロキシプロピルデンプン、マンナン、グルコマンナン、アセマンナン、アルキルセルロース、例えばメチルセルロース、エチルセルロース及びｎ−プロピルセルロースを含むＣ１〜Ｃ６−アルキルセルロース；ヒドロキシＣ１〜Ｃ６−アルキルセルロース及びヒドロキシＣ１〜Ｃ６−アルキル−Ｃ１〜Ｃ６−アルキルセルロースを含む置換アルキルセルロース、例えばヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシ−ｎ−プロピルセルロース、ヒドロキシ−ｎ−ブチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース及びエチルヒドロキシエチルセルロースである。
【００２１】
好ましくは、本発明の方法で使用されるヒドロゲルは架橋されている。架橋は、共有結合架橋又は非共有結合架橋のいずれかを通して達成することができる。共有結合架橋は、二官能性架橋剤（本明細書では二機能性「架橋剤（ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｒ）」とも呼ばれる）を使用して、又は２つの異なるポリマー鎖上の官能基の直接反応によって達成することができる。本発明の典型的な共有結合架橋剤には、例えば、ジグリシジルエーテル、置換及び非置換ジ−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）、ジイソシアナート、二酸、ジエステル、二酸塩化物、ジマレイミド、ジアクリレートなどの反応性官能基を有するホモ二官能性架橋剤が含まれる。ヘテロ二官能性架橋剤も利用することができる。ヘテロ二官能性架橋剤は、通常、架橋を達成するために異なる反応性官能基を含有する分子を含み、例えばＮＨＳとマレイミド、酸とエステル等を組み合わせる。共有結合架橋は、親水性ポリマー又は親水性ポリマーの組み合わせの、例えばＸ線又は電子ビームによる照射によっても達成することができる。
【００２２】
例えば、イオン結合、水素結合、疎水性相互作用及び他の分子内会合に基づく非共有結合架橋も、本発明の実施における使用のために企図される。
【００２３】
本発明の好ましいヒドロゲルは、ポリカルボン酸などの架橋剤を使用して架橋される。本明細書で使用される場合、「ポリカルボン酸」という用語は、ジカルボン酸、トリカルボン酸及びテトラカルボン酸などの２つ以上のカルボン酸官能基を有する有機酸を指し、このような有機酸の無水物形態も含む。ジカルボン酸には、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、リンゴ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、ｏ−フタル酸、イソフタル酸、ｍ−フタル酸及びテレフタル酸が含まれる。好ましいジカルボン酸には、Ｃ４〜Ｃ１２−ジカルボン酸が含まれる。適切なトリカルボン酸には、クエン酸、イソクエン酸、アコニット酸及びプロパン−１，２，３−トリカルボン酸が含まれる。適切なテトラカルボン酸には、ピロメリット酸、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−テトラカルボキシジフェニルエーテル、２，３’，３，４’−テトラカルボキシジフェニルエーテル、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、２，３，６，７−テトラカルボキシナフタレン、１，４，５，７−テトラカルボキシナフタレン、１，４，５，６−テトラカルボキシナフタレン、３，３’，４，４’−テトラカルボキシジフェニルメタン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、ブタンテトラカルボン酸及びシクロペンタンテトラカルボン酸が含まれる。特に好ましいポリカルボン酸はクエン酸である。
【００２４】
好ましくは、本発明のヒドロゲルは共有結合架橋されている。好ましくは、ヒドロゲルは、例２に記載される方法によって決定されるように、少なくとも５００ＰａのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合の弾性率（Ｇ’）を有する。好ましくは、本発明のヒドロゲルは、少なくとも約５００Ｐａ、好ましくは少なくとも約７００、好ましくは少なくとも約８００、好ましくは少なくとも約１０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約１５００Ｐａ、好ましくは少なくとも約２０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約３０００Ｐａ、少なくとも約３５００Ｐａ、好ましくは少なくとも約４０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約４５００Ｐａ、好ましくは少なくとも約５０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約５５００Ｐａ、好ましくは少なくとも約６０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約６５００Ｐａ、好ましくは少なくとも約７０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約７５００Ｐａ、好ましくは少なくとも約８０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約８５００ＰａのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合のＧ’を有する。好ましくは、ヒドロゲルは、約５００Ｐａ〜約１５００Ｐａ、約５００Ｐａ〜約８００Ｐａ、約５００Ｐａ〜約１０００Ｐａ、約１５００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、約５０００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、約５０００Ｐａ〜約５５００Ｐａ、約６０００Ｐａ〜約８０００Ｐａ又は約６５００Ｐａ〜約８０００ＰａのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合のＧ’を有する架橋カルボキシメチルセルロースである。
【００２５】
好ましくは、本発明の共有結合架橋ヒドロゲルは、少なくとも約５００Ｐａ〜約１００００Ｐａ、好ましくは少なくとも約６００Ｐａ〜約９０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約８００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約１０００Ｐａ〜約６０００ＰａのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合の弾性率（Ｇ’）を有する。
【００２６】
好ましくは、本発明の共有結合架橋ヒドロゲルは、約５００Ｐａ〜約９０００Ｐａ、約５００Ｐａ〜約６０００Ｐａ、約５００Ｐａ〜約５０００Ｐａ、約１０００Ｐａ〜約１００００Ｐａ、約１０００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、約１０００Ｐａ〜約５５００Ｐａ、約１２００Ｐａ〜約１００００Ｐａ又は約１２００Ｐａ〜約８０００ＰａのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合のＧ’を有する。好ましいヒドロゲルは、ＳＧＦ／水（１：８）及び模擬腸液（ＳＩＦ）で膨潤した場合に同様の弾性及び／又は吸収特性を有する。例えば、好ましいヒドロゲルは、ＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合のＧ’の２０％以内のＳＩＦ中で膨潤した場合のＧ’を有する。好ましいヒドロゲルは、ＳＧＦ／水（１：８）中のＭＵＲの２０％以内のＳＩＦ中のＭＵＲを有する。
【００２７】
本発明の好ましいヒドロゲル（共有結合架橋、非共有結合架橋又は非架橋）は、ＳＧＦ／水（１：８）中及び模擬腸液（ＳＩＦ）中で膨潤した場合に同様の弾性及び／又は吸収特性を有する。例えば、好ましいヒドロゲルは、ＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合のＧ’の２０％以内のＳＩＦ中で膨潤した場合のＧ’を有する。好ましいヒドロゲルは、ＳＧＦ／水（１：８）中のＭＵＲの２０％以内のＳＩＦ中のＭＵＲを有する。
【００２８】
好ましくは、本発明のヒドロゲルは、ＧＩ管全体の通過中に好ましい弾性率（Ｇ’）特性を維持することができる任意のヒドロゲルポリマーを含む。好ましくは、ヒドロゲルは、結腸を含むＧＩ管全体の通過中に安定なままである。あるいは、好ましいヒドロゲルは、結腸の通過中に分解又は部分的に分解し得る。あるいは、好ましいヒドロゲルは、小腸及び／又は結腸の通過中に部分的に分解し得る。ヒドロゲルの部分的分解は、ネットワーク内のコポリマーを安定化することによって達成され得、ポリマーの１つ又は複数がＧＩ管の異なる部分で分解可能である。このような機構の例は、限定されないが、例えばクエン酸又は二官能性ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）によるＣＭＣとキトサン、又はＣＭＣとグルコマンナンの架橋である。これらのコポリマー骨格は、このような部分的分解アプローチを提供することができる。キトサン又はグルコマンナン部分は安定なままで、高い弾性率を維持しながら、ＣＭＣ部分は結腸で分解する。あるいは、架橋剤の１つ又は複数が異なるＧＩ管で分解可能である場合、異なる架橋剤を使用して、部分的分解をホモポリマーによって達成することができる。一例は、クエン酸及び二官能性ＰＥＧで架橋されたセルロース誘導体であり、クエン酸架橋が分解する一方で、ＰＥＧ架橋は分解しない。部分的分解は、上記の技術の組み合わせによって達成され得る。いったんヒドロゲルがポリマー及び／又は架橋剤分解によって部分的に分解すると、本質的にエントロピーである変形に対する弾性応答が減少する。よって、弾性率がそれに応じて減少する。部分的分解は、様々なＧＩ管での通過中に、これらの方法に記載されるヒドロゲルの弾性率を調整するためのツールとして使用することができる。以下に論じられるイオン性ポリマーに加えて、本発明の適切なポリマーには、架橋又は非架橋形態の以下のポリマーが含まれ、それだけに限らないが、ＨＥＣ、キトサン、グルコマンナン、デンプン、アクリレート微結晶セルロース、サイリウム及びグアーガムを含む、いったんＧＩ管形態に配置されると自己架橋することができる非架橋ポリマーが含まれる。
【００２９】
１つの好ましい架橋剤は、ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル（ＰＥＧＤＥ）である。「二官能性ポリエチレングリコール」及び「二官能性ＰＥＧ」という用語は、本明細書で互換的に使用され、各末端が末端反応性官能基で官能化されているポリエチレングリコールポリマーを指す。適切な反応性基には、ヒドロキシル、カルボキシル及びアミノ基などの多糖中の相補基と反応して共有結合を形成することができるものが含まれる。適切なこのような基には、アジド、チオール、スクシンイミド、エポキシド、カルボキシ、アミノ、エテニル、エチニル、ニトロフェニル及びブロモアルキル基が含まれる。好ましくは、官能基は中性ｐＨの水中で安定である。好ましい官能基はエポキシドである。二官能性ＰＥＧのＰＥＧ単位は、任意の適切な長さであることができ、一般に、二官能性ＰＥＧの数平均分子量（Ｍｎ）によって特徴付けられる。一定の実施形態では、二官能性ＰＥＧが、約１５０Ｄａ〜約１００００００ＤＡ、好ましくは２００Ｄａ〜１０００００Ｄａ、好ましくは２５０Ｄａ〜５００００Ｄａ、好ましくは２００Ｄａ〜１００００Ｄａ、より好ましくは２５０Ｄａ〜５０００Ｄａ、４００Ｄａ〜２５００Ｄａ、２５０Ｄａ〜１０００Ｄａ、３５０Ｄａ〜６５０Ｄａ、４５０Ｄａ〜５５０Ｄａ又は約５００Ｄａ〜約５５０ＤａのＭｎを有する。好ましくは、二官能性ＰＥＧが、約４５０Ｄａ〜約６００Ｄａ、又は約５００Ｄａ〜約５５０Ｄａ又は約５２０Ｄａ〜約５３０Ｄａの分子量を有するポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル（ＰＥＧＤＥ）である。好ましくは、ＰＥＧＤＥが、約４００Ｄａ〜約１００００Ｄａ、好ましくは約４００Ｄａ〜約８０００Ｄａ、好ましくは約４００Ｄａ〜６０００Ｄａ、好ましくは約４６０Ｄａ〜約４６００Ｄａ、好ましくは約４６０Ｄａ〜約３０００Ｄａの平均分子量を有する。好ましくは、二官能性ＰＥＧがＰＥＧＤＥであり、ステップ（１）の溶液中の１つ又は複数のポリマー、例えば多糖とＰＥＧＤＥの重量比が約２０ｗ／ｗ：約２００００ｗ／ｗ、好ましくは約５０ｗ／ｗ：約１００００ｗ／ｗ、より好ましくは約１００ｗ／ｗ：約１０００ｗ／ｗである。
【００３０】
好ましくは、本発明のヒドロゲルは、イオン性ポリマー、好ましくはアニオン性ポリマー、最も好ましくはカルボキシメチルセルロースを含む。好ましくは、アニオン性ポリマーが、本明細書に記載されるクエン酸又は二官能性ＰＥＧで共有結合架橋されたカルボキシメチルセルロースである。
【００３１】
一定の実施形態では、本発明のヒドロゲルが、イオン性ポリマー及び非イオン性ポリマーを含む。イオン性ポリマーは、好ましくはアニオン性ポリマーであり、最も好ましくはカルボキシメチルセルロースである。非イオン性ポリマーは、好ましくは、置換セルロース、グルコマンナン、グアーガム又はサイリウムなどの非イオン性多糖である。他の実施形態では、非イオン性ポリマーが、ヒドロキシエチルセルロース（「ＨＥＣ」）などのヒドロキシアルキルセルロース又はヒドロキシアルキルアルキルセルロースである。一定の実施形態では、イオン性ポリマーが、例えば、ポリカルボン酸、好ましくはクエン酸、又はＰＥＧＤＥなどの二官能性ＰＥＧなどの架橋剤によって、非イオン性ポリマーと架橋されている。イオン性ポリマーと非イオン性ポリマーの重量比（イオン性：非イオン性）は、約１：１０〜約１０：１、好ましくは約１：５〜約５：１に及び得る。好ましい実施形態では、重量比が１：１超であり、例えば約２〜約５である。特に好ましい実施形態では、イオン性ポリマーがカルボキシメチルセルロースであり、非イオン性ポリマーがヒドロキシエチルセルロースであり、重量比（イオン性：非イオン性）が約３：１である。
【００３２】
最も好ましくは、本発明は、例２に記載される方法によって決定されるように、少なくとも１５００ＰａのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合の弾性率（Ｇ’）を有する架橋カルボキシメチルセルロース、例えばクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースを提供する。好ましくは、架橋カルボキシメチルセルロースは、少なくとも約５００Ｐａ、好ましくは少なくとも約７００、好ましくは少なくとも約８００、好ましくは少なくとも約１０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約１５００Ｐａ、好ましくは少なくとも約２０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約３０００Ｐａ、少なくとも約３５００Ｐａ、好ましくは少なくとも約４０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約４５００Ｐａ、好ましくは少なくとも約５０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約５５００Ｐａ、好ましくは少なくとも約６０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約６５００Ｐａ、好ましくは少なくとも約７０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約７５００Ｐａ、好ましくは少なくとも約８０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約８５００ＰａのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合のＧ’を有する。好ましくは、本発明のクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースは、約１５００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、約５０００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、約５０００Ｐａ〜約５５００Ｐａ、約６０００Ｐａ〜約８０００Ｐａ又は約６５００Ｐａ〜約８０００ＰａのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合のＧ’を有する。
【００３３】
最も好ましくは、本発明は、少なくとも約５００Ｐａ〜約１００００Ｐａ、好ましくは少なくとも約６００Ｐａ〜約９０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約８００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、好ましくは少なくとも約１０００Ｐａ〜約６０００ＰａのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合の弾性率（Ｇ’）を有する架橋カルボキシメチルセルロース、例えばクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースを提供する。
【００３４】
最も好ましくは、本発明は、約５００Ｐａ〜約９０００Ｐａ、約５００Ｐａ〜約６０００Ｐａ、約５００Ｐａ〜約５０００Ｐａ、約１０００Ｐａ〜約１００００Ｐａ、約１０００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、約１０００Ｐａ〜約５５００Ｐａ、約１２００Ｐａ〜約１００００Ｐａ又は約１２００Ｐａ〜約８０００ＰａのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合のＧ’を有する架橋カルボキシメチルセルロース、例えばクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースを提供する。好ましいヒドロゲルは、ＳＧＦ／水（１：８）及び模擬腸液（ＳＩＦ）で膨潤した場合に同様の弾性及び／又は吸収特性を有する。例えば、好ましいヒドロゲルは、ＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合のＧ’の２０％以内のＳＩＦ中で膨潤した場合のＧ’を有する。好ましいヒドロゲルは、ＳＧＦ／水（１：８）中のＭＵＲの２０％以内のＳＩＦ中のＭＵＲを有する。
【００３５】
好ましくは、架橋カルボキシメチルセルロースは、少なくとも約５００Ｐａ〜約１５００Ｐａ、約５００Ｐａ〜約８００Ｐａ、約５００Ｐａ〜約１０００Ｐａ、約１５００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、約５０００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、約５０００Ｐａ〜約５５００Ｐａ、約６０００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、約６５００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、約５０００Ｐａ〜約５５００ＰａのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合のＧ’；又は少なくとも約２７００ＰａのＧ’を有する。
【００３６】
カルボキシメチルセルロースは、広範な分子量で市販されている。カルボキシメチルセルロースナトリウムの分子量を、２５℃の水中の１．０％（ｗｔ／ｗｔ）カルボキシメチルセルロースナトリウム溶液の粘度に関して表すのが一般的に最も簡便である。本発明で使用するのに適したカルボキシメチルセルロースは、好ましくは、これらの条件下で約５０センチポアズ（ｃｐｓ）〜約１１０００ｃｐｓ、より好ましくは約５００ｃｐｓ〜約１１０００ｃｐｓの粘度を有する水中１％（ｗｔ／ｗｔ）溶液を形成する。一定の実施形態では、これらの条件下での溶液の粘度が、約１０００ｃｐｓ〜約１１０００ｃｐｓ、約１０００ｃｐｓ〜約２８００ｃｐｓ、約１５００ｃｐｓ〜約３０００ｃｐｓ、約２５００〜約６０００ｃｐｓである。一定の実施形態では、これらの条件下での溶液の粘度が、約６０００ｃｐｓ〜約１１０００ｃｐｓである。カルボキシメチルセルロース溶液の粘度は、ＡＳＴＭ  Ｄ１４３９−０３（２００８）ｅ１（全体が参照により本明細書に組み込まれる、ＡＳＴＭ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、Ｗｅｓｔ  Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ、ＰＡ（２００８））による例２に示される方法によって決定される。
【００３７】
一実施形態では、ヒドロゲルが、高粘度カルボキシメチルセルロースを架橋することによって生成される。高粘度カルボキシメチルセルロースは、共有結合架橋されていても、物理的に架橋されていてもよい。例えば、高粘度カルボキシメチルセルロースは、例えば、適切な、好ましくは生理学的に許容される二官能性架橋剤で共有結合架橋され得る。一実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースが、クエン酸などのポリカルボン酸で架橋される。別の実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースが、ＰＥＧＤＥなどの二官能性ＰＥＧで架橋される。高粘度カルボキシメチルセルロースをクエン酸で架橋することによって形成されるポリマーヒドロゲルは、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１６／０２２２１３４号明細書に記載されている。
【００３８】
本明細書で使用される「高粘度カルボキシメチルセルロース」という用語は、少なくとも１５００ｃｐｓの粘度を有する水中１％（ｗｔ／ｗｔ）溶液を形成するナトリウム塩としてのカルボキシメチルセルロースを指す。好ましい実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースが、約８以下の多分散指数などの低多分散指数も有する。好ましくは、高粘度カルボキシメチルセルロースが、２５℃で少なくとも約１５００、２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、７５００又は８０００ｃｐｓの粘度を有する水中１％（ｗｔ／ｗｔ）溶液を形成する。一定の実施形態では、カルボキシメチルセルロースが、２５℃で６０００〜約１００００ｃｐｓ又は約６０００〜１１０００ｃｐｓの粘度を有する１％（ｗｔ／ｗｔ）水溶液を形成する。一定の実施形態では、カルボキシメチルセルロースが、２５℃で約６０００〜約９５００ｃｐｓ又は約７０００〜９５００ｃｐｓの粘度を有する１％（ｗｔ／ｗｔ）水溶液を形成する。別の実施形態では、カルボキシメチルセルロースが、２５℃で約７０００〜約９２００ｃｐｓ又は約７５００〜９０００ｃｐｓの粘度を有する１％（ｗｔ／ｗｔ）水溶液を形成する。さらに別の実施形態では、カルボキシメチルセルロースが、２５℃で約８０００〜約９３００ｃｐｓ又は約９０００ｃｐｓの粘度を有する１％（ｗｔ／ｗｔ）水溶液を形成する。好ましくは、カルボキシメチルセルロースがナトリウム塩の形態である。好ましくは、カルボキシメチルセルロースが、約７８００ｃｐｓ以上、例えば約７８００〜１１０００ｃｐｓ又は約８０００ｃｐｓ〜約１１０００ｃｐｓの粘度を有する１％（ｗｔ／ｗｔ）水溶液を形成するカルボキシメチルセルロースナトリウムである。
【００３９】
好ましい実施形態では、高粘度カルボキシメチルセルロースが、さらに約８以下、好ましくは約７以下又は６以下の多分散指数（Ｍｗ／Ｍｎ）を有する。一実施形態では、多分散指数が、約３〜約８、約３〜約７、約３〜約６．５、約３．０〜約６；約３．５〜約８、約３．５〜約７、約３．５〜約６．５、約３．５〜約６、約４〜約８、約４〜約７、約４〜約６．５、約４〜約６、約４．５〜約８、約４．５〜約７、約４．５〜約６．５、約４．５〜約６、約５〜約８、約５〜約７．５、約５〜約７、約５〜約６．５又は約５〜約６である。
【００４０】
好ましくは、架橋カルボキシメチルセルロース、例えばクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースが、平均サイズが４００〜８００μｍの範囲にあり、１０％以下（ｗｔ／ｗｔ）の乾燥減量を有する、１００μｍ〜１０００μｍの範囲の少なくとも９５質量％の粒子の形態である場合、以下に記載されるＧ’、媒体摂取比及びタップ密度を有する。このような架橋カルボキシメチルセルロースは、例えば、本明細書及び米国特許出願公開第２０１６／０３５４５０９号明細書に開示される方法によって調製することができる。
（Ａ）Ｇ’：少なくとも約１５００Ｐａ、１８００Ｐａ、２０００Ｐａ、２２００Ｐａ、２５００Ｐａ又は２７００Ｐａ。一定の実施形態では、本発明の架橋カルボキシメチルセルロースが、少なくとも約２８００ＰａのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合のＧ’を有する。一定の実施形態では、本発明の架橋カルボキシメチルセルロースが、約１８００Ｐａ〜約３０００Ｐａ、約２０００Ｐａ〜約４０００Ｐａ、約２１００Ｐａ〜約３５００Ｐａ、約２１００Ｐａ〜約３４００Ｐａ又は約２５００Ｐａ〜約３５００ＰａのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合のＧ’を有する。
（Ｂ）ＳＧＦ／水（１：８）中での媒体摂取比（ＭＵＲ）：少なくとも約４０、好ましくは少なくとも約５０又は６０。一定の実施形態では、架橋カルボキシメチルセルロースが、約５０〜約１１０、約５５〜約１００、約６０〜約９５、約６０〜約９０又は約６０〜約８５のＭＵＲを有する。
（Ｃ）タップ密度：少なくとも０．５ｇ／ｍＬ、好ましくは約０．５５ｇ／ｍＬ〜約０．９ｇ／ｍＬ。好ましい実施形態では、タップ密度が約０．６ｇ／ｍＬ以上、例えば、約０．６ｇ／ｍＬ〜約０．８ｇ／ｍＬ、約６．５ｇ／ｍＬ〜約７．５ｇ／ｍＬ又は約０．６ｇ／ｍＬ〜約０．７ｇ／ｍＬである。
【００４１】
好ましくは、本発明は、平均サイズが４００〜８００μｍの範囲にあり、１０％以下（ｗｔ／ｗｔ）の乾燥減量を有する、１００μｍ〜１０００μｍの範囲の少なくとも９５質量％の粒子の形態である場合に、以下に示されるＧ’及び媒体摂取比を有する架橋カルボキシメチルセルロースを提供する：
（Ａ）約５００Ｐａ〜約８０００ＰａのＧ’及び約４０〜１００の媒体摂取比；
（Ｂ）約１２００Ｐａ〜約２０００ＰａのＧ’及び少なくとも約７５の媒体摂取比；
（Ｃ）約１４００Ｐａ〜約２５００ＰａのＧ’及び少なくとも約７０の媒体摂取比；
（Ｄ）約１６００Ｐａ〜約３０００ＰａのＧ’及び少なくとも約６５の媒体摂取比；
（Ｅ）約１９００Ｐａ〜約３５００ＰａのＧ’及び少なくとも約６０の媒体摂取比；
（Ｆ）約２２００Ｐａ〜約４０００ＰａのＧ’及び少なくとも５５の媒体摂取比；
（Ｇ）約２６００〜約５０００ＰａのＧ’及び少なくとも４０の媒体摂取比；
（Ｈ）３０００超〜約８０００ＰａのＧ’及び少なくとも約３０の媒体摂取比；
（Ｉ）４０００超〜約１００００ＰａのＧ’及び少なくとも約２０の媒体摂取比；
（Ｊ）６０００超〜約１１０００ＰａのＧ’及び少なくとも約１５の媒体摂取比；
（Ｋ）７０００超〜約１２０００ＰａのＧ’及び少なくとも約１０の媒体摂取比。
【００４２】
好ましくは、上記クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースが場合によりさらに、少なくとも０．５ｇ／ｍＬ、好ましくは約０．５５ｇ／ｍＬ〜約０．９ｇ／ｍＬのタップ密度を有する。好ましい実施形態では、タップ密度が約０．６ｇ／ｍＬ以上、例えば、約０．６ｇ／ｍＬ〜約０．８ｇ／ｍＬ、約０．６５ｇ／ｍＬ〜約０．７５ｇ／ｍＬ又は約０．６ｇ／ｍＬ〜約０．７ｇ／ｍＬである。
【００４３】
好ましくは、架橋カルボキシメチルセルロースが、少なくとも約２１００ＰａのＧ’及び少なくとも約７５の媒体摂取比；又は少なくとも約２７００ＰａのＧ’及び少なくとも約７０の媒体摂取比を有する。
【００４４】
特に明記しない限り、本明細書に記載されるＧ’、ＭＵＲ及びタップ密度の全ての測定を、（１）１０％（ｗｔ／ｗｔ）以下の乾燥減量を有し；（２）平均サイズが４００〜８００μｍの範囲にある、１００μｍ〜１０００μｍのサイズ範囲の少なくとも９５質量％の粒子の形態である、架橋カルボキシメチルセルロースなどのヒドロゲルの試料で行う。
【００４５】
特に明記しない限り、本明細書に記載されるＧ’、ＭＵＲ及びタップ密度の全ての測定を、（１）１５％（ｗｔ／ｗｔ）以下の乾燥減量を有し；（２）平均サイズが４００〜８００μｍの範囲にある、１００μｍ〜１０００μｍのサイズ範囲の少なくとも９０質量％の粒子の形態である、クエン酸架橋カルボキシメチルセルロースの試料を含むヒドロゲル試料で行う。
【００４６】
本明細書で使用される「模擬胃液／水（１：８）」という用語及び「ＳＧＦ／水（１：８）」という等価な用語は、例２に記載される方法によって調製した溶液を指す。
【００４７】
本明細書で使用される場合、架橋ポリマーの「媒体摂取比」又は「ＭＵＲ」は、方程式：
ＭＵＲ＝（Ｗ膨潤−Ｗ乾燥）／Ｗ乾燥
（式中、Ｗ乾燥は初期乾燥架橋ポリマー試料の重量であり、Ｗ膨潤は平衡膨潤時の架橋ポリマーの重量である）
による、架橋ポリマーが特定の水性媒体を吸収する能力の尺度である。特に明記しない限り、本明細書における媒体摂取比又はＭＵＲへの言及は、例２に記載される方法によってＳＧＦ／水（１：８）で得られた値を指す。本明細書で報告されるＭＵＲ値の単位はｇ／ｇであることを理解されたい。
【００４８】
本明細書で使用される場合、「弾性率」又はＧ’は、例２に記載される方法によってＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した架橋ポリマーについて決定される。
【００４９】
本明細書で使用される場合、試料の「タップ密度」は、例２に記載される方法によって決定される。
【００５０】
本明細書で使用される場合、試料の「含水量」又は「乾燥減量」は、例２に記載される方法によって決定される。
【００５１】
好ましくは、本発明の方法で使用されるポリマーヒドロゲルは、例えば、ＧＩ管内のポリマーの通過を通して安定であり、また結腸中を含むＧＩ管の任意の部分での分解を回避するＧ’特性を有する架橋ポリマーを含む。あるいは、本発明の好ましいヒドロゲルは、結腸を通過する前に分解し得る。あるいは、本発明の好ましいヒドロゲルは、ＧＩを通過する間に部分的に分解し得る。
【００５２】
好ましくは、本発明は、少なくとも約５００Ｐａ、例えば約５００Ｐａ〜約８０００Ｐａの弾性率（Ｇ’）を有するヒドロゲル、好ましくは架橋カルボキシメチルセルロースを含むヒドロゲルを含む、腸透過性関連疾患又は障害を治療又は予防するための医薬組成物を提供する。医薬組成物は、ヒドロゲル、好ましくは活性剤として架橋カルボキシメチルセルロースを含むヒドロゲルを、場合により薬学的に許容される賦形剤又は担体と組み合わせて含むことができる。医薬組成物中に存在するヒドロゲルは、例えば、約２５重量％未満の量の水で、水和又は脱水することができる。好ましくは、医薬組成物は経口投与に適している。例えば、ヒドロゲルを脱水し、カプセル、錠剤又はサシェとして製剤化することができる。ヒドロゲルはまた、ヒドロゲルが粘膜付着剤として働く製剤又は装置の成分であり得る。このような装置には、ヒドロゲルの層がバリア層に付着しているパッチが含まれる。ヒドロゲルが腸表面に付着すると、パッチはそれが覆う腸壁の部分に透過性バリアを形成する。例えば、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１６／０３５４５０９号明細書を参照されたい。ヒドロゲルは、インサイチュで架橋することができる、又は部分的に架橋された形態で投与することができる。ヒドロゲルは、乾燥（キセロゲル）又は部分的に膨潤又は膨潤した形態（ヒドロゲル）で、単独で又は食物もしくは飲料と組み合わせて、又はこれらの組み合わせで投与することができる。例えば、ヒドロゲルは、食物バー、シリアル、ゲルバルク（ｇｅｌ  ｂｕｌｋ）を含むヨーグルト、アイスクリーム及びフルーツジュース、好ましくはそれだけに限らないが、オレンジジュース又はレモンジュースなどの酸性ｐＨを有する飲料などの食物と又は食物の成分として混合することができる。別の実施形態では、ヒドロゲルが、口腔粘膜との接触を維持できる形態、例えば、咀嚼可能な製剤及び食物、例えば棒付きアイスキャンデーで提供される。
【００５３】
本発明の医薬組成物は、薬学的に許容される賦形剤をさらに含むことができる。一定の実施形態では、医薬組成物が、水又は水溶液と組み合わせて経口投与される。他の実施形態では、組成物が、例えば坐剤として直腸的に又は浣腸で投与される。
【００５４】
好ましくは、ヒドロゲルが、クローン病及び潰瘍性大腸炎で異なる、活動性疾患が蔓延している腸領域に到達したら剤形から放出されるようにコーティングされている、カプセル又は錠剤などの剤形で、経口摂取により患者の小腸又は結腸に投与される。よって、典型的には腸溶カプセル剤の場合、腸溶コーティングが、空腸（約ｐＨ５．５）、回腸（約ｐＨ６）又は結腸（約ｐＨ６〜７）のｐＨで溶解すべきである。例えば、このような投薬は、例えば錠剤又はカプセルに圧縮された微粒子の形態のヒドロゲルを、胃の低ｐＨで無傷のままであるが、特定のコーティングの最適溶解ｐＨに到達すると容易に溶解するコーティングでコーティングすることによって達成することができる。コーティングをカプセル上に直接提供して、目的のＧＩ領域でのみカプセルを溶解させることができる。コーティングを、腸の標的領域のｐＨで溶解するように選択することができる。ヒドロゲル放出を、ｐＨ、イオン強度及び温度などの特定の環境条件下でのみ膨張するキセロゲル製剤を投与することによって調整することもできる。
【００５５】
特定の骨格の安定化及び構造のために、拡散機構と分解機構の両方によって遅延放出製剤が生じ得る。バルクを通した分子拡散は、ネットワークの膨張及び収縮機構、ならびに架橋度によって制御することができる。膨張及び収縮により、ネットワーク３Ｄ構造の分子拡散に対する立体障害と、ヒドロゲル内の「遊離」水（骨格に結合も吸着もされない部分）の量の両方が調節される。多量の遊離水は対流機構を活性化し、分子透過性、よって放出を加速する。これらの機構は、ヒドロゲルの膨潤及び収縮によって制御され、これらは同様に外部ＧＩ環境のｐＨ及びイオン強度の変化によって微調整される。好ましくは、ヒドロゲルが、消化管条件下で急速に、例えば１時間以内、好ましくは３０分以内に膨潤する。架橋度により、ネットワーク膨張能力と骨格可動性の両方が調節される。膨張及び可動性が高いほど、バルク材料全体の分子拡散の活性化エネルギーが低くなる。予想外にも、高い架橋度で高い膨張能力が得られ、ポリマー骨格の分子量及び置換度を調節した。これにより、放出機構を制御する強力なツールが追加される。ポリマー骨格の特性を変更する、又は適切に設計された複合ネットワークを作成することによって、追加の調節を得ることができる。
【００５６】
本明細書に開示される組成物は、健康な腸上皮組織を維持し、腸−肝臓−脳軸の腸透過性関連疾患及び障害を治療又は予防するのに有用である。このような疾患及び障害には、それだけに限らないが、胃炎、消化性潰瘍、十二指腸潰瘍、胃食道逆流症（ＧＥＲＤ）、呑酸、好酸球性食道炎、クローン病及び潰瘍性大腸炎を含む炎症性腸疾患（ＩＢＤ）、食物アレルギー、過敏性腸症候群（ＩＢＳ）、セリアック病、ＮＳＡＩＤ誘発潰瘍、感染性大腸炎、ピロリ菌（Ｈ．  ｐｙｌｏｒｉ）；サルモネラ・エンテリカ血清型チフィムル（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ  ｅｎｔｅｒｉｃａ  ｓｅｒｏｖａｒ  ｔｙｐｈｉｍｕｒ）を含むサルモネラ属種（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ  ｓｐｐ．）；シゲラ属（Ｓｈｉｇｅｌｌａ）；ブドウ球菌属（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ）；カンピロバクター属（Ｃａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒ）；クロストリジウム・ディフィシル（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｄｉｆｆｉｃｉｌｅ）；病原性大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）；エルシニア属（Ｙｅｒｓｉｎｉａ）；コレラ菌（Ｖ．  ｃｈｏｌｅｒａ）及び腸炎ビブリオ菌（Ｖ．  ｐａｒａｈａｅｍｏｌｙｔｉｃｕｓ）を含むビブリオ属種（Ｖｉｂｒｉｏ  ｓｐｐ）；カンジダ属（Ｃａｎｄｉｄａ）；ジアルジア属（Ｇｉａｒｄｉａ）；赤痢アメーバ（Ｅｎｔａｍｏｅｂａ  ｈｉｓｔｏｌｙｔｉｃａ）；バクテロイデス・フラジリス（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ  ｆｒａｇｉｌｉｓ）；ロタウイルス；ノロウイルス；アデノウイルス；及びアストロウイルスによる感染症を含む消化管に対する感染症又は外傷；消化管の炎症、腸急性放射線症候群、食物アレルギー；環境腸症及び粘膜炎、例えば化学療法又は放射線療法誘発性の口腔又は腸粘膜炎；大腸炎関連と散発性の両方の結腸直腸がんなどのＧＩ炎症性疾患及び障害が含まれる。このような疾患及び障害にはさらに、肥満、混合性結合組織病（ＭＣＴＤ）；関節炎を含む慢性炎症；敗血症を含む急性炎症；非アルコール性脂肪性肝炎（ＮＡＳＨ）及び非アルコール性脂肪性肝疾患（ＮＡＦＬＤ）、肝硬変及び肝細胞癌を含む肝疾患；１型糖尿病；ＩＩ型糖尿病；慢性アルコール依存症の続発症；呼吸器感染症を含む感染症；自閉症スペクトラム症、アルツハイマー病及びパーキンソン病などの神経障害を含む代謝性疾患ならびに消化管外の組織及び器官に影響を及ぼす疾患が含まれる。
【００５７】
本明細書に開示される組成物はまた、患者に投与され得る種々の薬理学的療法の副作用に起因する腸上皮組織の損傷を予防的に予防するのにも有用である。例えば、本発明の組成物は、薬理学的療法による治療後又は治療中の維持及び予防として使用され得る。
【００５８】
本発明の組成物は、単独で、又は他の薬理学的療法及び活性治療薬と組み合わせて使用され得る。これらは、腸透過性に関連する疾患の薬理学的治療の有効性を改善するために、又はこのような治療の必要な用量及び／又は治療期間を減らすことによってこのような治療の負の効果を減らすのを助けるために使用され得る。本明細書で使用される場合、「併用療法」、「共療法的治療レジメン」などの用語は、２つの薬物が別々もしくは組み合わせ製剤で同時に、又は数分、数時間もしくは数日で区切られた異なる時間に順次投与されるが、何らかの方法で一緒に作用して所望の治療反応をもたらす治療レジメンを意味する。特定の疾患（例えば、腸透過性に関連する疾患）を治療するための任意の既知の薬理学的療法が本発明によって使用され得る。
【００５９】
本発明の組成物は、薬理学的療法を送達するためのビヒクルとして使用され得る。薬物送達ツールとして使用する場合、これらは、薬物の利用可能性及び接触時間を増加させると共に、上皮組織を保護及び刺激し、再生を改善し、炎症を防ぐことにより治療効果を提供するという複数の役割を果たす。この観点から、本発明のヒドロゲルは、薬物投与に対する単なる追加ツールではなく、腸透過性関連病態に相乗効果をもたらす。これは、治療期間中に有益であり、またこのような治療後の腸の健康を保護及び維持するためにも有用であり得る。併用療法それ自体が、療法全体の改善された有効性及び安全性プロファイル、ならびに／あるいはまさに改善された簡便性及び生活の質を提供し得る。
【００６０】
薬物送達は、非溶解ヒドロゲル、部分溶解ヒドロゲル又は完全溶解ヒドロゲルの場合のいずれでも調整することができる。非溶解ヒドロゲルでは、分子量、骨格の架橋度、固定電荷の存在、及びそれらの置換度に作用して薬物送達を調節することができる。これらは、ヒドロゲル内部の分子輸送に対する障害、及びその膨潤特性に直接影響を及ぼし、今度はこれによって拡散速度論も調節される。
【００６１】
理論によって拘束されるものではないが、単なる例として、より高い架橋度及びより高い分子量を有するヒドロゲルは、分子輸送に対するより高い障害及びより低い可動性を示し、また輸送速度論を低下させる。膨潤能力が低いと輸送機構も低下するので、送達速度論が低下する。高分子電解質では、膨潤能力、よって送達速度論が、ｐＨ及びイオン強度などの外部媒体の特性によっても調節され得る。これにより、薬物送達の特定のＧＩ管部位を適切に標的化することができる。高分子電解質と非高分子電解質ベースのネットワークの組み合わせにより、上記の機構を介して輸送現象、よって送達機構がさらに制御される。
【００６２】
このような組み合わせはまた、本出願に記載されるように、部分的又は完全なヒドロゲル分解を促進し得る。この分解を、送達特性を調節するための追加ツールとして使用することができる。実際、骨格の分解（部分的又は完全な）は、分解しているヒドロゲル塊中に存在する薬物の放出を活性化する。次に、この分解は、外部環境の変更又は外部ツールによって活性化され、ＧＩ送達セクション及び送達される薬物の量を適切に制御する。
【００６３】
正確な送達部位を制御する別のツールは、高分子電解質の電荷の適切な選択である。実際、炎症を起こした組織は帯電骨格と強く相互作用することが知られている。本発明の高分子電解質ベースのヒドロゲルは、炎症を起こした組織セクションに結合し、送達部位を標的化すると共に、これらの部位での薬物の利用可能性を改善することができる。
【００６４】
薬物送達制御は、マイクロスフェア又はマイクロカプセルへの薬物カプセル化によっても増強され得、今度はこれらがヒドロゲルに組み込まれ、外部媒体又は外部ツール、例えば超音波、局所温度修正、放射線等との接触によって溶解又は破壊される。それらの制御された溶解によって、カプセル又は２つ以上の同心カプセルのシェルのいずれかに前にカプセル化された薬物が放出される。ヒドロゲル骨格とカプセルの組み合わせは、単純な混合、二次又は一次結合によって生じ得る。
【００６５】
再生機構を標的薬物送達機構に結びつけることは、薬物投与だけでは安全性及び有効性の問題があるいくつかの疾患で重要な役割を果たす。一例は、この場合に限定されないが、腸組織炎症に関連することが知られている化学療法剤の投与である。
【００６６】
腸バリアに対する効果を介して相乗的となり得る、又は疾患にアプローチするための異なる機構を追加する、又はヒドロゲルに添加され得る、投与の持続性又は遅延性の放出様式を提供し得るＮＡＦＬＤ／ＮＡＳＨ治療候補薬には、ＦＨＸアゴニスト、胆汁酸摂取阻害剤、抗酸化剤（ミトキノン、システイン枯渇剤）、ＰＰＡＲアゴニスト（単一及び二重）、カスパーゼプロテアーゼ阻害剤、線維芽細胞成長因子アナログ（ＦＧＦ  １９又はＦＧＦ  ２１）、サーチュイン刺激剤、脂肪酸阻害剤、ＤＧＡＴ１阻害剤、ＲＯＣＫ２阻害剤、ＡＳＫ１阻害剤、ＴＬＲ−４アンタゴニスト、ＴＨＲ−βアゴニスト、アポトーシスシグナル還元キナーゼ−１阻害剤、コレステロール生合成阻害剤／ＩＬ−６モジュレーター、ステアロイルコエンザイムＡデサチュラーゼ１阻害剤、ケモカイン受容体２型及び５型阻害剤、カテプシンＢ阻害剤、アセチルＣｏＡカルボキシラーゼ阻害剤、ならびにガレクチン１及び３阻害剤が含まれる。
【００６７】
ペプチド送達にヒドロゲルを使用すると、以下の治療ＬＯＸＬ２抗体、ＧＬＰ−１アゴニスト、ＧＬＰ−２アゴニスト、ガレクチン１及び３阻害剤の経口投与が可能になるだろう。
【００６８】
腸バリアに対する効果を介して相乗的となり得る、又は疾患にアプローチするための異なる機構を追加する、又はヒドロゲルに添加され得る、投与の持続性又は遅延性の放出様式を提供し得る炎症性腸疾患治療候補薬には、メサラニン、アザチオプリン、６−メルカプトプリン、メトトレキサート、コルチコステロイド、抗腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）薬（インフリキシマブ、アダリムマブ、セルトリズマブペゴル、インフリキシマブ、アダリムマブ及びゴリムマブ）、抗α４β７インテグリン抗体（ベドリズマブ、エトロリズマブ）、スフィンゴシン−１−リン酸（Ｓ１Ｐ１）受容体モジュレーター（オザニモド）、抗Ｐ４０抗体（ウステキヌマブ）、抗ＩＬ−２３抗体、抗Ｐ１９抗体、ヤヌスキナーゼ（ＪＡＫ）阻害剤（トファシチニブ、フィルゴチニブ）、メタロプロテイナーゼ−９抗体、ＳＭＡＤ７アンチセンスオリゴヌクレオチド（モンガーゼ（ｍｏｎｇｅｒｓｅ））が含まれる。
【００６９】
腸バリアに対する効果を介して相乗的となり得る、又は疾患にアプローチするための異なる機構を追加する、又はヒドロゲルに添加され得る、投与の持続性又は遅延性の放出様式を提供し得る過敏性腸症候群（便秘が優勢）治療候補薬には、ポリエチレングリコール物質；グアニル酸シクラーゼＣアゴニスト（リナクロチド、プレカナチド）、塩化物チャネル活性化剤（ルビプロストン）、ナトリウム／水素交換輸送体阻害剤（テナパノール（ｔｅｎａｐａｎｏｒ））が含まれる。ＩＢＳ（下痢が優勢な場合）については、ニューロキニン２受容体拮抗薬（イボデュタント（ｉｂｏｄｕｔａｎｔ））、ヒスタミンＨ１受容体拮抗薬（エバスチン）、ＦＸＲアゴニストがヒドロゲルに対して相加的又は相乗的となり得るだろう。ヒドロゲルに追加されたエルクサドリン及び５−ＨＴ３拮抗薬などの薬剤は、より低用量の使用を可能にし、ＩＢＳ−Ｄでの膵炎のリスクを低減できるだろう。
【００７０】
好ましくは、本発明は、腸の微生物叢の変化、管理又は効果を伴う作用機構を有する薬物又は食物又は食物サプリメントと組み合わせた本発明のヒドロゲルを含む併用療法を提供する。例えば、非常に大量のイヌリン又は他の可溶性繊維を患者に投与して、マイクロバイオーム（ｍｉｃｒｏｂｉｏｍｅ）及び関連代謝産物にプラスの変化をもたらすことができる。しかしながら、これらの可溶性繊維の多くは機械的特性が非常に乏しいため、有効となるには多量の用量が必要であり、このような多量の用量は望ましくない副作用を引き起こし得る。本発明のヒドロゲルとこれらの可溶性繊維の組み合わせは、低用量が、微生物叢に一緒に作用して改善された療法を提供する複数の機械的及び化学的機構を介して送達されることを可能にしながら、有効性を増加させ得る。
【００７１】
本発明による医薬組成物は、１つ又は複数の症状の改善をもたらす長さの時間にわたって、治療的に有効なレジメンに従って対象に投与される。例えば、１つ又は複数の本発明の組成物は、少なくとも１日１回、少なくとも１日２回、少なくとも１日３回以上投与され得る。対象は、疾患又は障害に関連する１つ又は複数の症状、例えば炎症の重症度、炎症の程度、疼痛などを軽減するのに有効な長さの時間にわたって治療される。例えば、対象を１週間、２週間、３週間、４週間、５週間、６週間、７週間、８週間、９週間又は１０週間治療することができる。組成物を、単独で又は他の生物活性剤と組み合わせて投与することができる。
【００７２】
したがって、本発明は、それを必要とする対象のディスバイオシス（ｄｙｓｂｉｏｓｉｓ）（すなわち、腸内相利共生細菌相（微生物叢）の不均衡に関連する状態）を伴う又は伴わない、腸透過性及び／又は炎症関連疾患あるいは障害を治療又は予防する方法であって、治療上有効量のヒドロゲル、好ましくは上記のように少なくとも約５００Ｐａ、例えば約５００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、好ましくは約５００Ｐａ〜約１００００Ｐａの弾性率（Ｇ’）を有するヒドロゲルを対象の消化管に投与するステップを含む方法を提供する。好ましくは、ヒドロゲルが対象に経口投与される。疾患又は障害は、消化管に限定され、消化管外の組織もしくは器官に現れる、又は全身性であり得る。このような疾患及び障害には、それだけに限らないが、胃炎、消化性潰瘍、十二指腸潰瘍、胃食道逆流症（ＧＥＲＤ）、呑酸、好酸球性食道炎、クローン病及び潰瘍性大腸炎を含む炎症性腸疾患（ＩＢＤ）、セリアック病、ＮＳＡＩＤ誘発潰瘍、食物アレルギー、過敏性腸症候群（ＩＢＳ）、感染性大腸炎、ピロリ菌（Ｈ．  ｐｙｌｏｒｉ）；サルモネラ・エンテリカ血清型チフィムル（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ  ｅｎｔｅｒｉｃａ  ｓｅｒｏｖａｒ  ｔｙｐｈｉｍｕｒ）を含むサルモネラ属種（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ  ｓｐｐ．）；シゲラ属（Ｓｈｉｇｅｌｌａ）；ブドウ球菌属（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ）；カンピロバクター属（Ｃａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒ）；クロストリジウム・ディフィシル（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｄｉｆｆｉｃｉｌｅ）；病原性大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）；エルシニア属（Ｙｅｒｓｉｎｉａ）；コレラ菌（Ｖ．  ｃｈｏｌｅｒａ）及び腸炎ビブリオ菌（Ｖ．  ｐａｒａｈａｅｍｏｌｙｔｉｃｕｓ）を含むビブリオ属種（Ｖｉｂｒｉｏ  ｓｐｐ）；カンジダ属（Ｃａｎｄｉｄａ）；ジアルジア属（Ｇｉａｒｄｉａ）；赤痢アメーバ（Ｅｎｔａｍｏｅｂａ  ｈｉｓｔｏｌｙｔｉｃａ）；バクテロイデス・フラジリス（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ  ｆｒａｇｉｌｉｓ）；ロタウイルス；ノロウイルス；アデノウイルス；及びアストロウイルスによる感染症を含む消化管に対する感染症又は外傷；消化管の炎症、腸急性放射線症候群、食物アレルギー；化学療法及び放射線療法誘発性の口腔及び腸粘膜炎を含む環境腸症及び粘膜炎；ディスバイオシス；大腸炎関連と散発性の両方の結腸直腸がんなどのディスバイオシスを伴う又は伴わないＧＩ炎症性疾患及び障害が含まれる。このような疾患及び障害にはさらに、混合性結合組織病（ＭＣＴＤ）；関節炎を含む慢性炎症；敗血症を含む急性炎症；非アルコール性脂肪性肝炎（ＮＡＳＨ）及び非アルコール性脂肪性肝疾患（ＮＡＦＬＤ）、肝硬変及び肝細胞癌を含む肝疾患；１型糖尿病；ＩＩ型糖尿病；慢性アルコール依存症の続発症；呼吸器感染症を含む感染症；自閉症スペクトラム症、アルツハイマー病及びパーキンソン病などの神経障害を含む消化管外の組織及び器官に影響を及ぼす疾患及び組織が含まれる。
【００７３】
好ましくは、ヒドロゲルがクエン酸架橋カルボキシメチルセルロースを含む。好ましくは、組成物が、ヒドロゲル、好ましくは少なくとも５００Ｐａ、例えば約５００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、好ましくは約５００Ｐａ〜約１００００Ｐａ又は約５００Ｐａ〜約６５００Ｐａの弾性率（Ｇ’）を有するヒドロゲルを含む経口投与に適した剤形で投与される。
【００７４】
本発明の医薬組成物はまた、粘膜の再生を促進して、疾患又は障害に起因する損傷を受けた又は機能不全の粘膜についての生理学的構造及び機能を回復させる方法に使用するのに適している。粘膜再生及び密着結合は、腸内の分子輸送に対するより良いバリア、よって下の組織の炎症の軽減を担う。これは、上に記載したような、腸透過性及び／又は炎症又はディスバイオシス関連疾患ならびに障害の治療に影響を及ぼす。したがって、本発明は、腸透過性及び／又は炎症又はディスバイオシス関連疾患あるいは障害を治療する方法であって、ヒドロゲル、好ましくは少なくとも約５００Ｐａ、例えば、約５００Ｐａ〜約１００００Ｐａの弾性率（Ｇ’）を有するヒドロゲルを、修復又は再生を必要とする腸組織と接触させるステップを含む方法を提供する。
【００７５】
本発明の医薬組成物及び方法はまた、ＧＩ管の粘膜の上皮細胞間の密着結合の形成を促進する方法にも適している。無傷の密着結合を備えた健康で成熟した腸粘膜は、高分子の通過に対する主要なバリアとして働く。したがって、本発明はまた、消化（ＧＩ）管の密着結合の形成を促進する方法であって、ヒドロゲル、好ましくは約５００Ｐａ〜約８０００Ｐａ、好ましくは約５００Ｐａ〜約１００００Ｐａの弾性率（Ｇ’）を有するヒドロゲルを、乱れた腸透過性を有する腸管の１つ又は複数の領域と接触させるステップを含む方法を提供する。
【００７６】
本発明のヒドロゲルは、透過性障害の部位の腸壁に直接接触することを必ずしも必要としないが、一過的管腔容積及び／又は上皮関連粘液層の弾性を単に増加させ得る。腸壁と弾性ゲル又はゲル強化管腔内容物の接触によって、腸バリアの再生が促進される、あるいはさらに、外部媒体の攻撃及び管腔粘液層の再構成の誘発によってバリアの破壊が防止又は阻害される。理論によって拘束されるものではないが、ヒドロゲルが、下にある組織又は粘液の機械的特性の範囲に一致する足場として作用し、よって下に機械受容性シグナルを提供し、組織再生を維持すると考えられている。ヒドロゲルは、その透過性ならびに再生組織及び／又は粘液の機械的特性との類似性のために、下にある組織の再生に必要な栄養素輸送を妨げない。
【００７７】
特に、腸管腔中に存在する場合、ヒドロゲルは、腸管腔とヒドロゲルの接触前の腸管腔の炎症の量と比較して腸管腔の組織の炎症を誘発することも増加させることもなく、細胞−生体材料相互作用、細胞接着、細胞生存、増殖及び分化のためのガス、栄養素及び調節因子の十分な輸送を促進する。
【００７８】
したがって、本発明はさらに、ＧＩ管で一過的足場を形成する方法であって、ＧＩ管をヒドロゲル、好ましくは少なくとも約５００Ｐａ、例えば、約５００Ｐａ〜約１００００Ｐａの弾性率（Ｇ’）を有するヒドロゲルと接触させるステップを含み、ヒドロゲルがＧＩ管で足場を形成し、足場が細胞−生体材料相互作用、細胞接着、細胞生存、増殖及び分化又はこれらの任意の組み合わせのためのガス、栄養素及び調節因子の十分な輸送を促進し、一過的足場が、ＧＩ管とヒドロゲルの接触前の腸管腔の炎症の量と比較してＧＩ管の炎症を増加させない方法を提供する。
【００７９】
本発明を、以下の非限定的な例を考慮してさらに理解することができる。
【００８０】
例
例１−ゲルＢ−０１、ゲルＢ−０２、ゲルＢ−０３及びゲルＢ−０４を作製する方法
表１によるポリマーを、ゲルＢ−０３及びゲルＢ−０４については、表１に示されるように架橋時間を延長したことを除いて、米国特許出願公開第２０１６／０２２２１３４号明細書の例１に示されるように調製した。
【表１】
2020516629.tif 000002
【００８１】
ゲルＢ−０１、ゲルＢ−０２、ゲルＢ−０３及びゲルＢ−０４を以下の通り調製した。
混合ステップについては、クエン酸（０．２％ｗ／ｗ  ＣＭＣＮａ）、７Ｈ４ＭＦ（６％ｗ／ｗ  ＤＩ水）カルボキシメチルセルロース及びＤＩ水の均質な混合物をプラネタリーミキサー技術によって得た。３時間の混合で混合物中の塊を防ぐのに十分であった。乾燥ステップについては、ＣＡ／ＣＭＣ／水混合物の薄層をシリコンシート上に展開した。層の均質性は、均質な乾燥を促進し、材料の残留応力を防ぐために重要である。乾燥温度は７０℃とした。第１の製粉ステップについては、乾燥した材料を２ｍｍスクリーンを通してカッティングミルで粉砕した。第１のふるい分けについては、粉砕した材料を１００〜１６００ミクロンにふるい分けした。このステップで得られた材料に、ゲルＢ−０１とラベルする。架橋ステップについては、１００〜１６００ミクロンの選択された粒径を有する５ｇの粉末をアルミニウム皿に入れ、１２０℃で４時間架橋した。このステップで得られた材料に、ゲルＢ−０２とラベルする。５ｇのゲルＢ−０２をアルミニウム皿中１２０℃でさらに２時間及び４時間さらに架橋させて、それぞれゲルＢ−０３及びゲルＢ−０４を得た。洗浄及び乾燥ステップについては、架橋粉末を、絶えず撹拌しながらＤＩ水で３時間洗浄し、次いで、ろ過し、７０℃で乾燥させた。第２の製粉ステップについては、乾燥した架橋材料を１ｍｍスクリーンを通してカッティングミルで粉砕した。第２のふるい分けステップについては、粉砕した材料を１００〜１０００ミクロンの最終的に選択された粒径のためにふるい分けした。ゲルＢ−０１、ゲルＢ−０２、ゲルＢ−０３及びゲルＢ−０４の各々のＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合の弾性（Ｇ’）は表１に見出される。
【００８２】
ゲルＡを以下の通り調製した。
混合ステップについては、クエン酸（０．３％ｗ／ｗ  ＣＭＣＮａ）、７Ｈ３ＳＸＦ（６％ｗ／ｗ  ＤＩ水）カルボキシメチルセルロース及びＤＩ水の均質な混合物をプラネタリーミキサー技術によって得た。３時間の混合で混合物中の塊を防ぐのに十分であった。乾燥ステップについては、ＣＡ／ＣＭＣ／水混合物の薄層をシリコンシート上に展開した。層の均質性は、均質な乾燥を促進し、材料の残留応力を防ぐために重要である。乾燥温度は７０℃とした。第１の製粉ステップについては、乾燥した材料を２ｍｍスクリーンを通してカッティングミルを使用して粉砕した。第１のふるい分けステップについては、粉砕した材料を１００〜１６００ミクロンにふるい分けした。第１の架橋ステップについては、１００〜１６００ミクロンの選択された粒径を有する５ｇの粉末をアルミニウム皿に入れ、１２０℃で８時間架橋した。洗浄及び乾燥ステップについては、架橋粉末を、絶えず撹拌しながらＤＩ水で３時間洗浄し、次いで、ろ過し、７０℃で乾燥させた。第２の製粉ステップについては、乾燥した架橋材料を１ｍｍスクリーンを通してカッティングミルを使用して粉砕した。第２のふるい分けステップについては、粉砕した材料を１００〜１０００ミクロンの最終的に選択された粒径のためにふるい分けした；このステップで得られた材料をゲルＡとラベルする。ゲルＡのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合の弾性（Ｇ’）は表２に見出される。
【００８３】
ゲルＣ及びＤを以下の通り調製した。
ＮａＣＭＣ  ７Ｈ３及び７Ｈ４をそれぞれ蒸留水に溶解して、総溶液重量基準で約６重量％のポリマーを含有する均質な溶液（溶液Ａ）を形成することによって、ゲルＣ及びゲルＤを得た。ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル（ＰＥＧＤＥ）を水に溶解して、総溶液重量基準で１重量％のＰＥＧＤＥを含有する溶液（溶液Ｂ）を形成した。水酸化ナトリウムを水に溶解して、総溶液重量基準で４重量％のＮａＯＨ（１Ｍ）を含有するストック溶液（溶液Ｃ）を形成した。溶液Ｂ（架橋剤）を溶液Ａに添加して、所望の比のポリマーとＰＥＧＤＥを含む溶液を得た。触媒を含む製剤では、一定量の溶液ＣをポリマーとＰＥＧＤＥの溶液に添加して、０．２５Ｍの最終溶液中水酸化物濃度を得た。ＮａＣＭＣ、ＰＥＧＤＥ（及び触媒を含む製剤中では任意のＮａＯＨ）からなる得られた溶液を少なくとも３時間混合して均質にした。混合物を、空気対流式オーブン中５０℃で４８時間蒸発乾燥によって鋳造した。
【００８４】
乾燥後、回収した架橋カルボキシメチルセルロースをブレンダーで顆粒に粉砕した。粉砕した材料をふるい分けし、１００〜１０００ｍｍの画分を回収し、次のステップに使用した。
【００８５】
ポリマー／ＰＥＧＤＥドライミックス（触媒を含む又は含まない）をオーブン中１２０℃で４時間処理して、架橋反応を完了させて、必要に応じて機械的特性を改善した。ＰＥＧＤＥ及び触媒としてのＮａＯＨと反応した架橋カルボキシメチルセルロース（グルコマンナン又はこれらの混合物）を酸性水（０．２５Ｍ塩酸）で１〜３時間洗浄して、未反応材料及び副産物を除去し、ｐＨを７に戻すことによって触媒を中和した。触媒なしでＰＥＧＤＥと反応させた架橋カルボキシメチルセルロースを蒸留水で１〜３時間洗浄して、未反応材料及び副産物を除去した。
【００８６】
乾燥後に得られた材料を粉砕し、５００〜１０００ミクロンでふるい分けした。このステップで得られた最終材料を、ゲルＣ又はゲルＤ（それぞれ７Ｈ３又は７Ｈ４に基づく生成物）とラベルする。ゲルＣ及びＤのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合の弾性（Ｇ’）は表２に見出される。
【００８７】
ＰＥＧＤＡ  ５％、１０％、及び１５％ゲルを以下の通り調製した。
ＰＥＧＤＡ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、７００Ｄａ）を穏やかに混合することによって蒸留水（５％、１０％、１５％ｗ／ｖ）に溶解して、ＰＥＧＤＡ  ５％、ＰＥＧＤＡ  １０％、及びＰＥＧＤＡ  １５％試料を得た。光開始剤Ｄａｒｏｃｕｒ  １１７３（Ｂａｓｆ）をＰＥＧＤＡ内容物に対して３％ｗ／ｗ量で添加した。
【００８８】
溶液をペトリ皿に流し込み（３５ｍｍ皿に１．５ｍｌ）、凍結乾燥機（Ｖｉｒｔｉｓ  Ａｄｖａｎｔａｇｅ）中、制御条件（−４０°Ｃ、凍結速度−１°Ｃ／分）下で凍結した。−４０°Ｃで１時間保持した後、試料をＵＶ光（３６５ｎｍ、２ｍＷ／ｃｍ＾２）に３０秒間又は６０秒間曝露し、最後に蒸留水中で膨潤させて、氷結晶及び未反応前駆体を除去した。次いで、材料を５０℃で２４時間乾燥させた。次いで、得られた試料を粉砕して１００〜１０００ミクロンの粒子を得た。各それぞれのＰＥＧＤＡゲルのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合の弾性（Ｇ’）は表２に見出される。
【００８９】
繊維Ａ（サイリウムＭＥＴＡＭＵＣＩＬ）ゲルの説明。
Ｍｅｔａｍｕｃｉｌは、複数の利点のためにサイリウム繊維を含有する繊維サプリメントの商標である。サイリウムはプランタゴ・オバタ（Ｐｌａｎｔａｇｏ  ｏｖａｔａ）由来の天然繊維の成分である。線維ＡのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合の弾性（Ｇ’）は表２に見出される。
【００９０】
繊維Ｂ（微結晶セルロース（ＡＶＩＣＥＬ）ゲルの説明。
ＡＶＩＣＥＬセルロースゲルは、コロイド微結晶セルロース（ＭＣＣ）で形成されたゲルのネットワークである。これは特別な品質の再生可能な広葉樹及び針葉樹パルプから変換される。線維ＢのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合の弾性（Ｇ’）は表２に見出される。
【００９１】
繊維Ｃ（グルコマンナン）ゲルの説明。
グルコマンナンは、コンニャク植物から抽出した植物性食物繊維である。この繊維は、健康上の利点のために既に日本で長年知られている。線維ＣのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合の弾性（Ｇ’）は表２に見出される。
【００９２】
繊維Ｄ（グアーガム）ゲルの説明。
グアーガムは、親水コロイドを形成することができる製品である。これは、その種子が何世紀もの間、食用で地域的に使用されている、インド及びパキスタンに典型的なマメ科植物草本のグアークラスタマメ（Ｃｙａｍｏｐｓｉｓ  ｔｅｔｒａｇｏｎｏｌｏｂａ）の種子の胚乳を粉砕することで得られる。主な成分は、ガラクトマンナン、特にβ−Ｄ−（１−４）グリコシド結合で結合された、分子量約２０００００〜３０００００ダルトンのα−Ｄ−マンノピラノシル鎖を形成し、ガラクトースの短い側枝１−６を有する直鎖１−４を形成するよう重合した、マンノースとガラクトースの単位によって形成される三糖である。線維ＤのＳＧＦ／水（１：８）中で膨潤した場合の弾性（Ｇ’）は表２に見出される。
【表２】
2020516629.tif 000003
【００９３】
例２−例としてカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を使用する本発明のヒドロゲルを特徴付けるための材料及び方法。
模擬胃液／水の調製（１：８）
ＳＧＦ／水（１：８）溶液の調製に使用する試薬は、精製水、塩化ナトリウム、１Ｍ塩酸及びペプシンである。
１．１Ｌメスシリンダーに約８８０ｍＬの水を注ぐ。
２．シリンダーをマグネチックスターラーに置き、磁気撹拌棒を追加して撹拌を開始する。
３．ｐＨメーターで水のｐＨの監視を開始する。
４．十分な量の１Ｍ塩酸を添加して、ｐＨを２．１±０．１にする。
５．０．２ｇのＮａＣｌ及び０．３２ｇのペプシンを添加する。完全に溶解するまで、溶液を撹拌したままにする。
６．シリンダーから磁気撹拌棒及び電極を取り外す。
７．容量を９００  ｍＬにするのに必要な量の水を添加する。
【００９４】
カルボキシメチルセルロース溶液の粘度の決定
機器及び材料：
恒温水槽。
ガラス瓶、キャップ付き５００ｍｌ、首の直径少なくとも８０ｍｍ。
以下を備えるＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計、モデルＭｙｒ  ＶＲ３０００（ＥＣ０２０８）又は同等物：
スピンドルＬ４。
感熱式プリンタ（ＰＲＰ−０５８ＧＩ）。
アンカーステンレス鋼撹拌機を備える機械式オーバーヘッド撹拌機。
ガラス製品を固定するチェーンクランプ。
実験用スパチュラ。
アルミニウムるつぼ。
０．００１ｇの単位で四捨五入して秤量することができる分析天秤。
０．１ｇの単位で四捨五入して秤量することができる較正天秤。
精製水。
【００９５】
試験試料の調製：
以下に記載される３つのＣＭＣ／水溶液を調製する：
１．以下の［Ｂ］に記載されるように、ＣＭＣ粉末の含水量を測定する。
２．以下の方程式を使用して必要な水の量を計算する：
必要な水［ｇ］＝３＊（９９−ＬＯＤ平均）。
３．ＣＭＣ溶液を調製するために必要な量の水をビーカーに量り入れる。
４．この水のおおよそ半分を瓶に注ぎ、残りの水はビーカーに残す。
５．瓶をチェーンクランプでスターラーモーターの下に置いて結びつける。
６．スターラーを挿入する。
７．試料を混合して均一性を確保する。
８．３．０±０．１  ｇのＣＭＣ粉末を秤量する。
９．低速（約６００ｒｐｍ）で混合しながら、少量の粉末を瓶に注ぎ入れる。
１０．２分間混合し、混合速度を１０００ｒｐｍに設定する。
１１．１０分以上３０分以内で混合する。
１２．残りの水を添加する。
１３．さらに３０分間混合する。
１４．ＣＭＣが完全に溶解しない場合は、撹拌を続ける。
１５．いったん全てのＣＭＣが溶解したら、アンカーステンレス鋼スターラーを取り外し、瓶にキャップを取り付ける。
１６．フラスコを２５．０°Ｃ±０．１°Ｃの恒温槽に少なくとも３０分間、但し１時間以内入れる。
１７．瓶を１０秒間激しく振盪する。溶液を試験する準備ができる。
【００９６】
粘度測定：
１．粘度計の指示に従って、各試料の粘度を決定する。スピンドルを正確に３分間回転させる。
２．３つの溶液の平均粘度を決定する。
【００９７】
乾燥減量の決定
カルボキシメチルセルロース又は架橋カルボキシメチルセルロースの含水量を、ＵＳＰ＜７３１＞、乾燥減量によって決定する。
【００９８】
機器／装置
湿度分析計Ｒａｄｗａｇ、モデルＷＰＳ  ５０Ｓ
実験用スパチュラ
アルミニウムるつぼ
シリカゲルを使用したデシケーター
【００９９】
手順
１．試料を少なくとも１２時間デシケーターに入れる。
２．湿度分析計の秤皿にアルミニウムるつぼを置き、天秤の風袋引きをする。
３．１．０００±０．００５ｇの試料をアルミニウムるつぼに正確に量り入れる。試料の初期重量はＷｉである。
４．湿度分析計を設定して周囲圧力及び湿気の下で試料を１０５℃で３０分間加熱する。
５．湿度分析計の電源を入れ、ＬＯＤプログラムを実行する（１０５℃で３０分）。
６．試料を秤量する。試料の最終重量はＷｆである。
【０１００】
ＬＯＤ値を以下の方程式によって決定する：
ＬＯＤ＝（Ｗｉ−Ｗｆ）／Ｗｉｘ１００％。
乾燥減量を３回決定し、報告するＬＯＤは３つの値の平均とする。
【０１０１】
粒径範囲の決定
機器及び材料：
ふるい振盪機Ｒｅｔｓｃｈ、Ｍｏｄｅｌ  ＡＳ  ２００ベーシック
メッシュサイズ１０００μｍ及び１００μｍのステンレス製ふるい
アルミニウム秤量皿
実験用ステンレス鋼スパチュラ
０．１ｇの単位で四捨五入して秤量することができる較正天秤。
手順：
１．空のふるい及びアルミニウム皿を０．１ｇの単位で四捨五入して秤量する。
２．４０．０±０．１ｇの粉末を量り分ける。
３．上部の孔径を大きくし、下部の孔径を小さくしてサイズ１０００μｍ及び１００μｍの試験用ふるいを積み重ねる。入れ子の底にあるアルミニウムパンを組み立てる。
４．スタックの上部にある１０００μｍのふるいに試料を注ぎ入れる。
５．このスタックをカバーとシェーカーのエンドパンの間に置き、試料がアセンブリ内に残るようにする。
６．シェーカーのメインスイッチをオンにする。
７．連続操作のためにシェーカーのノブＵＶ２を設定する。
８．シェーカーのノブＭＮ２を右に回して、振動の高さを５０まで上げる。
９．このスタックをシェーカーで５分間振盪する。
１０．ふるいを分解し、各ふるいを再秤量する。
１１．パラグラフ８に記載されるように、各ふるい内の試験片の重量％を決定する。１２．満杯と空の試験ふるいの重量を測定した後、各ふるい内の材料の重量を差で決定する。
１３．同様の方法で収集パン内の材料の重量を決定する。
１４．各ふるい及び収集パンに含有される試料の重量を使用して、以下の方程式で％分布を計算する：
Ｗｘ％＝Ｗｘ／Ｗ試料＊１００％
（式中、
Ｗｘ％＝各ふるい又は収集パン内の試料重量（％）（指数「ｘ」は：
１０００μｍより大きい粒径の場合、「＞１０００」。
１００〜１０００μｍの粒径の場合、「１００〜１０００」。
粒径が１００μｍより小さい場合、「＜１００」。）
Ｗ試料＝試験片の初期重量。）
【０１０２】
タップ密度の決定
機器及び材料：
１００ｍＬガラスメスシリンダー
１００ｍＬガラスビーカー
実験用スパチュラ
機械式タップ密度テスター、Ｃｏｐｌｅｙ  ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃのモデルＪＶ  １０００
０．１ｇの単位で四捨五入して秤量することができる較正天秤。
手順：
１．４０．０±０．１ｇの試験試料を量り分ける。この値をＭと指定する。
２．乾燥１００ｍＬガラスメスシリンダーに試料を導入する。
３．圧縮せずに粉末を慎重に水平にし、定まらない見かけの体積Ｖ０を最も近い目盛りの単位に読み取る。
４．機械式タップ密度テスターを設定して、シリンダーを最初に５００回タップし、タップ体積Ｖ５００を最も近い目盛りの単位に測定する。
５．タップを７５０回繰り返し、タップ体積Ｖ７５０を最も近い目盛りの単位に測定する。
６．２つの体積の差が２％未満の場合、Ｖ７５０は最終タップ体積Ｖｆとし、それ以外の場合は、後続の測定値の差が２％未満になるまで、必要に応じて１２５０タップ単位で繰り返す。
【０１０３】
弾性率（Ｇ’）の決定
弾性率（Ｇ’）を以下に示されるプロトコルによって決定する。使用するレオメーターは、ペルチェプレート；下部平板Ｘｈａｔｃｈ、直径４０ｍｍ；及び上部平板Ｘｈａｔｃｈ、直径４０ｍｍを備えたＴＡ  ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓによるＲｈｅｏｍｅｔｅｒ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ＨＲ−１（５３３２−０２７７  ＤＨＲ−１）又は同等物とする。
手順
１．１００ｍＬビーカーに磁気撹拌棒を入れる。
２．４０．０±１．０ｇの上記のように調製したＳＧＦ／水（１：８）溶液をビーカーに添加する。
３．ビーカーをマグネチックスターラーに置き、室温で穏やかに撹拌する。
４．秤量紙を使用して、０．２５０±０．００５ｇの架橋ポリマー（例えば、カルボキシメチルセルロース）粉末を正確に秤量する（Ｗｉｎ）。
５．粉末をビーカーに添加し、渦を発生させずにマグネチックスターラーで３０±２分間穏やかに撹拌する。
６．得られた懸濁液から撹拌棒を取り外し、漏斗を支持体の上に置き、懸濁液を漏斗に注ぎ、スパチュラで残っている材料を回収する。
７．  材料を１０±１分間排出させる。
８．得られた材料を回収する。
９．材料をレオメーターで掃引周波数試験にかけ、１０ｒａｄ／秒の角周波数でＧ’値を決定する。
決定を３連で行う。報告するＧ’値は、３つの決定値の平均とする。
【０１０４】
ＳＧＦ／水（１：８）中での媒体摂取比（ＭＵＲ）の決定
ＳＧＦ／水（１：８）中での架橋カルボキシメチルセルロースの媒体摂取比を、以下のプロトコルによって決定する。
１．乾燥フリットガラス漏斗を支持体の上に置き、４０．０±１．０ｇの精製水を漏斗に注ぎ入れる。
２．漏斗の首に液滴が検出されなくなるまで待ち（約５分）、漏斗の先端を吸収紙で乾燥させる。
３．漏斗を空の乾燥ガラスビーカー（ビーカー番号１）に入れ、風袋目盛り上に置き、空の装置の重量を記録する（Ｗ風袋）。
４．１００ｍＬビーカー（ビーカー番号２）に磁気撹拌棒を入れる；ビーカー番号２を目盛り上に置き、風袋を引く。
５．４０．０±１．０ｇの上記のように調製したＳＧＦ／水（１：８）溶液をビーカー番号２に添加する。
６．ビーカー番号２をマグネチックスターラーに置き、室温で穏やかに撹拌する。
７．秤量紙を使用して、０．２５０±０．００５ｇの架橋カルボキシメチルセルロース粉末を正確に秤量する（Ｗｉｎ）。
８．粉末をビーカー番号２に添加し、渦を発生させずにマグネチックスターラーで３０±２分間穏やかに撹拌する。
９．得られた懸濁液から撹拌棒を取り外し、漏斗を支持体の上に置き、懸濁液を漏斗に注ぎ、スパチュラで残っている材料を回収する。
１０．材料を１０±１分間排出させる。
１１．排出された材料を含有する漏斗をビーカー番号１の内側に置き、秤量する（Ｗ’ｆｉｎ）。
媒体摂取比（ＭＵＲ）を以下によって計算する：
ＭＵＲ＝（Ｗｆｉｎ−Ｗｉｎ）／Ｗｉｎ。
Ｗｆｉｎは、以下の通り計算される膨潤ヒドロゲルの重量である：
Ｗｆｉｎ＝Ｗ’ｆｉｎ−Ｗ風袋
（式中、Ｗｉｎは初期乾燥試料の重量である）。ＭＵＲは、架橋カルボキシメチルセルロースの各試料について３連で測定し、報告するＭＵＲは３回の決定値の平均とする。
【０１０５】
例３−動物試験
Ｃ５７ＢＬ６／Ｊマウスは、Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｒｉｖｅｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓから購入した。使用したマウスは全て、実験時点で８〜１２週齢であった。マウスを特定病原体除去条件下でＩＦＯＭ−ＩＥＯキャンパスの動物施設で飼育した。全ての実験を、実験動物飼育の原則（指令８６／６０９／ＥＥＣ）で確立されたガイドラインに従って行った。
【０１０６】
８週齢のＣ５７ＢＬ６／Ｊ雌及び雄マウスに、様々な濃度のゲルＢ−０２（２％−４％−６％−８％）を補足した固形飼料食餌及びそれぞれの対照固形飼料食餌（４ＲＦ２１再ペレット化、Ｍｕｃｅｄｏｌａ  ｓｒｌ）を４週間与えた。ゲルＢ−０２の説明は例１の表１に見出される。
【０１０７】
給餌の４週間後、マウスを朝６時間絶食させ、鋭利なメスによる小さな切り口を通して尾静脈から血液試料を採取した。Ｒｏｃｈｅ（Ａｃｃｕ−Ｃｈｅｋ  Ａｖｉｖａ、Ｒｏｃｈｅ）製の携帯型全血グルコースモニターを使用して、一滴の血液を直接使用してグルコースレベルを測定し、他の５０μＬの血液を採取して血清を得て、ＥＬＩＳＡ（マウス超高感度インスリンＥＬＩＳＡ、Ｍｅｒｃｏｄｉａ  ＡＢ）によってインスリンレベルを測定した。
【０１０８】
４週間の間、マウスの体重を測定し、食物及び水の摂取量を監視し、糞便試料を採取し、秤量した。４週間の最後に、マウスを屠殺した。血液を心臓から採取して血清を得て、肝臓、精巣上体／鼠径部白色脂肪組織、肩甲骨間褐色脂肪組織、小腸及び大腸を各マウスから採取した。腸の様々な部分をパラホルムアルデヒド、Ｌ−リジンｐＨ  ７．４及びＮａＩＯ４（ＰＬＰバッファー）又はカルノア固定液で固定した。肝臓をＰＬＰバッファー又はパラホルムアルデヒドで固定し、褐色及び白色脂肪組織をパラホルムアルデヒドで固定した。
【０１０９】
使用したマウスは全て、実験時点で８〜１２週齢であった。マウスを特定病原体除去条件下でＩＦＯＭ−ＩＥＯキャンパスの動物施設で飼育した。全ての実験を、実験動物飼育の原則（指令８６／６０９／ＥＥＣ）で確立されたガイドラインに従って行った。
【０１１０】
カルノア固定液及び粘液染色
粘液層を保護するために、組織をカルノア固定液（エタノール、氷酢酸、クロロホルム６：１：３）で固定した。４０分（エキソビボ器官培養）又は２時間（インビボ実験）の固定後、組織を無水エタノールに移し、＋４°Ｃで少なくとも７２時間保持し、処理し、パラフィン包埋した。
【０１１１】
次いで、供給業者の指示に従って、即時使用可能なアルシアンブルー−ＰＡＳ染色キット（ＮＯＶＡＵＬＴＲＡ（商標）アルシアンブルー／ＰＡＳ染色キット、ＩＨＣ  ＷＯＲＬＤ）を使用して組織を染色した。アルシアンブルーは強酸性ムチンを青に染色し、ＰＡＳ（過ヨウ素酸溶液及びシッフ試薬）は中性ムチンをマゼンタに染める。酸性ムチンと中性ムチンの混合物は青紫色に染まる。
【０１１２】
Ｋｉ６７の免疫組織化学を、カルノア固定パラフィン包埋組織で実施した。組織切片をＨｉｓｔｏｌｅｍｏｎで脱パラフィン化し、段階的アルコール系列を通して水和した。Ｔｒｉｓ−ＥＤＴＡ  ｐＨ  ９を使用して９５°Ｃで５０分間、抗原アンマスキングを実施し、引き続いて３％Ｈ２Ｏ２を使用して内因性ペルオキシダーゼをクエンチした。
【０１１３】
次いで、切片を、Ｋｉ６７に対する一次ウサギポリクローナル抗体（ａｂ１５５８０、ＡＢＣＡＭ）と室温で２時間、及び即時使用可能な二次抗体（ＤＡＫＯ  ＥｎｖｉｓｉｏｎシステムＨＲＰウサギ）と室温で２０分間インキュベートした。次いで、組織切片を洗浄し、ペルオキシダーゼ（ＤＡＢ、ＤＡＫＯ）溶液とインキュベートした。次いで、スライドをヘマトキシリンで対比染色し、段階的アルコール系列を通して脱水し、Ｈｉｓｔｏｌｅｍｏｎで洗浄し、マウントした。Ｎｉｋｏｎ  ＤＳ−５Ｍカメラに接続されたＯｌｙｍｐｕｓ  ＢＸ５１  Ｗｉｄｅｆｉｅｌｄ顕微鏡を使用して画像を取得した。
【０１１４】
免疫蛍光及び共焦点顕微鏡
腸試料をパラホルムアルデヒド、Ｌ−リジンｐＨ  ７．４及びＮａＩＯ４（ＰＬＰバッファー）で一晩固定した。次いで、これらを洗浄し、２０％スクロースで少なくとも４時間脱水し、ＯＣＴコンパウンド（Ｓａｋｕｒａ）に含めた。１０μｍ凍結切片を再水和し、０．１Ｍ  Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ  ｐＨ７．４、２％ＦＢＳ、０．３％Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００でブロッキングし、以下の抗体で染色した：抗マウスＰＬＶＡＰ（クローンＭＥＣＡ３２、ＢＤ  Ｐｈａｒｍｉｎｇｅｎ）、抗マウスＣＤ３４（クローンＲＡＭ３４、ｅＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅ）及び抗マウス閉塞帯［ＺＯ−１（クローンＺＯ１−１Ａ１２、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）］。次いで、スライスを適切なフルオロフォア結合二次抗体とインキュベートした。画像化の前に、核を４’，６−ジアミジン−２−フェニリンドロ（ＤＡＰＩ）で対比染色し、スライドをＶＥＣＴＡＳＨＩＥＬＤ（登録商標）Ｍｏｕｎｔｉｎｇ  Ｍｅｄｉａ（Ｃａｔ．Ｈ−１０００）にマウントした。カバーガラスを、マニキュア液で周囲を永続的に密封した。Ｌｅｉｃａ  Ｃｏｎｆｏｃａｌ  Ｓｏｆｔｗａｒｅを使用したＬｅｉｃａ  ＴＣＳ  ＳＰ２  ＡＯＢＳによる取得まで、スライドを＋４°Ｃの暗所で保管した。画像を、油浸対物レンズ６３Ｘ又はＨＣＸ  ＰＬ  ＡＰＯ  ４０Ｘ（ＮＡ  １．２５）油浸対物レンズで取得した。画像分析及び蛍光定量化にＦｉｊｉソフトウェアパッケージを使用した。
【０１１５】
統計解析
統計解析を、ＧｒａｐｈＰａｄ  Ｐｒｉｓｍソフトウェアを使用して行った。データの分布に応じて、単一変数のスチューデントのｔ検定又は一元配置ＡＮＯＶＡボンフェローニの多重比較検定を使用して値を比較した。結果を平均±ＳＥＭとして表した。＊ｐ＜０．０５、＊＊ｐ＜０．０１、＊＊＊ｐ＜０．００１。
【０１１６】
結果
これらの試験の結果を図１〜図１２に示す。図１は、マウス空腸切片の広視野顕微鏡画像を示す。青色染色はムチンの存在を示す。濃青色点は、粘液産生を担う杯細胞を特定し、対照マウスと比較してヒドロゲルを受けたマウスで増加する。試験したマウスは正常な粘液層を有する健康なマウスであったため、結果は、ヒドロゲルが正常組織でもムチン産生を促進することを示している。同様の結果が、回腸組織については図２、盲腸組織については図３に示されている。
【０１１７】
図４は、対照及びヒドロゲルを与えられたマウスの結腸組織におけるムチン染色の結果を示している。他の組織と比較して、対照群と比較して、ヒドロゲル群の結腸組織のムチン含量が大幅に増加している。特に、ヒドロゲル群は優れたムチン分布を有している、すなわち、濃青色染色がより広がっている。腸管のこの部分は、他の組織よりも細菌が多く、ストレスを受けているため、ヒドロゲルがストレスを受けた組織でより大きな効果を有することを示唆している。
【０１１８】
図５は、対照群の結腸組織におけるＺＯ−１染色（赤色）の結果を示す。列２及び列３の画像は、低レベルの密着結合タンパク質ＺＯ−１を示す。
【０１１９】
図６は、８％ヒドロゲル補足食餌群の結腸組織におけるＺＯ−１染色の結果を示す。対照の図７と比較して、この群は密着結合タンパク質ＺＯ−１の有意な増加、よって上皮バリアの気密性の増加を示す。
【０１２０】
図８〜図１２は、回腸組織におけるＺＯ−１染色の結果を示す。回腸には多くの細菌が存在するため、ＺＯ−１は正常組織で有意に発現され、対照とゲル処理産物との間に差は認められない。
【０１２１】
結果は、ヒドロゲル補足食餌がマウスの腸組織再生パターンを誘導することを示している。特に、結腸では密着結合の形成が観察された。さらに、適切な弾性特性を有する材料を食餌に添加すると、粘液再生が観察される。この添加された材料の弾性特性には最適値があり、これが最適な再生を担う。より低い及びより高い弾性特性は、より低い再生パターンの原因となる。
【０１２２】
例４−ヒト組織試料を用いたインビトロ試験。
健康な結腸試料を、がんの外科手術を受けている患者の健康な組織から得た。粘膜層を病理学者が筋肉層から分離し、本発明者らの実験室の静菌性抗生物質を補足した４°Ｃのハンクス平衡塩類溶液（ＨＢＳＳ）に移した。試料を盲検化した。
【０１２３】
清潔な粘膜層をＨＢＳＳ緩衝液で洗浄し、滅菌メスで１ｃｍ２の小片に切断した。
【０１２４】
ケイブシリンダー（ホウケイ酸ガラスクローニングシリンダー、マウス試料用６ｘ６ｍｍ及びヒト試料用８ｘ８ｍｍ、ＢｅｌｌＣｏ）を粘膜の頂端面に外科用接着剤（Ｖｅｔｂｏｎｄ、３Ｍ、ミラノ、イタリア）で接着した。次いで、粘膜を、センターウェル器官培養皿（ＢＤ  Ｆａｌｃｏｎ）中のウシ胎児血清で前に洗浄した滅菌金属グリッド上に置き、１５％ＦＢＳ、グルタミン、表皮成長因子（２００ｎｇ／ｍｌ、Ｐｅｐｒｏｔｅｃｈ）及びインスリン−トランスフェリン−セレン−Ｘ（１０μｌ／ｍｌ、Ｇｉｂｃｏ）を含有する１ｍＬのＤＭＥＭを使用してプレートの中心を満たした。
【０１２５】
組織を５％二酸化炭素インキュベーター内で３７℃で１時間放置して、粘液再構成を可能にした。粘液再構成の最後に、ケイブシリンダーに完全培地、ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）ならびに様々なゲル製剤、ゲルＢ−０１、ゲルＢ−０２、ゲルＢ−０３及びゲルＢ−０４をそれぞれ充填した。それぞれのゲルＢ−０１、ゲルＢ−０２、ゲルＢ−０３及びゲルＢ−０４製剤を、穏やかな撹拌下及び３７℃の一定温度で３０分間、ＰＢＳ中で水和した。処置組織を５％二酸化炭素インキュベーター中３７℃で２時間インキュベートした。インキュベーションの最後に、組織をカルノア固定液で４０分間固定し、無水エタノールに移し、処理及びパラフィン包埋の前に＋４°Ｃで少なくとも７２時間保持した。
【０１２６】
結果
これらの試験の結果を図１３に示し、青色染色は粘液層を示す。ラベル媒体及びＰＢＳは、ヒドロゲルで処置されていない組織試料を示す。ゲルＢ−０１、ゲルＢ−０２、ゲルＢ−０３及びゲルＢ−０４は、例１の表１に記載される通りである。ヒドロゲル、ゲルＢ−０１をクエン酸との混合物として投与した。粘液層再生に対するヒドロゲル弾性特性の明確な効果が観察された。ゲルＢ−０３は、最良の再生特性を示している（炎症性免疫細胞の浸潤がはるかに少ない、より暗くて均一に分布した青色領域）。より低い（ゲルＢ−０２）及びより高い（ゲルＢ−０４）架橋度は粘液再生パターンを促進するが、ゲルＢ−０３よりも低い程度で、ムチンの最適な分布ではない（細長いパターン）。非架橋カルボキシメチルセルロース（ゲルＢ−０１）は、ＰＢＳ組織試料と同様に、乏しい再生特性を示している。
【０１２７】
例５−インビボ粘膜炎モデル
消化管粘膜炎は、結腸がんの一般的に使用される抗がん療法である５−フルオロウラシル（５−ＦＵ）などの抗がん化学療法の一般的な副作用である。粘膜炎は、関連する激痛のために、ほとんどのがん患者の生活の質を低下させるだけでなく、好中球減少症及び栄養失調と共に敗血症の高リスク因子でもある。したがって、この関連性は、粘膜炎を臨床的に重要な疾患にし、粘膜炎関連症状を軽減することができる補完的な薬剤は大きな価値があるだろう。この試験は、５−ＦＵの短期コース後に投与されたヒドロゲルが疾患プロセスを変化させ、粘膜炎の重症度を最小化することができるかどうかを判定するために行った。
【０１２８】
方法
Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｒｉｖｅｒから得た１５匹の８週齢の雄Ｃ５７Ｂ６／Ｊマウスをこの試験に利用した。動物を、１２時間の明／暗サイクルで、温度制御環境中で、固形飼料と水を自由に摂取できるようにして収容した。全動物が１日目に５−ＦＵ（４５０ｍｇ／ｋｇ腹腔内）のボーラスを受け、引き続いてさらに３日間５−ＦＵ  ５０ｍｇ／ｋｇを腹腔内投与された。５−ＦＵ曝露後、マウスを、各群５匹のマウスの３つの実験群にランダムに分けた；５日間、１）固形飼料食餌のみ、２）ゲルＢ−０２  ２％を補足した固形飼料、又は３）ゲルＢ−０２  ４％を補足した固形飼料。体重を毎日記録し、最後の５−ＦＵ投与後５日目に動物を屠殺した。
【０１２９】
統計解析
全ての実験分析の結果について、各群の平均及び標準偏差を計算した。各群の平均の統計学的有意性を、多重比較のためにボンフェローニ事後検定を使用した一元配置ＡＮＯＶＡ又は二元配置ＡＮＯＶＡを使用して、α＝０．０５の有意水準で試験した。
【０１３０】
結果
５−ＦＵを毎日投与すると、全ての群で急速な体重減少が起こった。固形飼料食餌を与えたマウスと比較して、４日間のヒドロゲル投与にわたって体重の漸進的回復を示し、９日目で統計学的に有意な差を示した（ｐ＜０．０１）ゲルＢ−０２  ４％に曝露した群を除く全ての群で体重減少が続いた（図１４）。
【０１３１】
９日目に結腸組織を採取し、腸炎症のパラメータとして結腸長を測定して結腸短縮を評価した。ゲルＢ−０２  ２％を補足した固形飼料及びゲルＢ−０２  ４％を補足した固形飼料を与えられたマウスの結腸は、固形飼料対照食餌のみと比較して、結腸長の有意な（それぞれｐ＜０．０５及びｐ＜０．０１）改善を示し、ほぼ完全に正常な長さに戻った（図１５）。
【０１３２】
例６−エキソビボ器官培養及びゲル試験。
この試験の目的は、腸組織の健康及び再生特性を保護するために、様々な弾性特性を有するヒドロゲルの能力を調査することであった。
【０１３３】
試料は、Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｒｉｖｅｒ  Ｌａｂｓから得たＣ５７ＢＬ６／Ｊマウスの健康な結腸組織から得た。
【０１３４】
清潔な粘膜層を、１５％ウシ胎児血清（ＦＢＳ）、グルタミン（２ｍＭ）、上皮成長因子（２００ｎｇ／ｍｌ、Ｐｅｐｒｏｔｅｃｈ）及びインスリン−トランスフェリン−セレン−Ｘ（１０μｌ／ｍｌ、Ｇｉｂｃｏ）を含有するダルベッコ改変イーグル培地（ＤＭＥＭ）で洗浄し、滅菌メスで１ｃｍ２の小片に切断した。
【０１３５】
ケイブシリンダー（ホウケイ酸ガラスクローニングシリンダー、マウス試料用６ｘ６ｍｍ、ＢｅｌｌＣｏ）を粘膜の頂端面に外科用接着剤（Ｖｅｔｂｏｎｄ、３Ｍ、ミラノ、イタリア）で接着した。次いで、粘膜を、センターウェル器官培養皿（ＢＤ  Ｆａｌｃｏｎ）中のウシ胎児血清で前に洗浄した滅菌金属グリッド上に置き、１５％ＦＢＳ、グルタミン、表皮成長因子（２００ｎｇ／ｍｌ、Ｐｅｐｒｏｔｅｃｈ）及びインスリン−トランスフェリン−セレン−Ｘ（１０μｌ／ｍｌ、Ｇｉｂｃｏ）を含有する１ｍＬのＤＭＥＭを使用してプレートの中心を満たした。
【０１３６】
結腸組織を、粘液再構成（ヒドロゲルなし３７℃で１時間）で、様々な弾性のヒドロゲル、すなわち、ゲルＢ０１（最低の弾性を有するヒドロゲル）、０２、０３及び０４（次第に高い弾性を有するヒドロゲル）と、３７℃で２時間インキュベートした。ＰＢＳ及び媒体処置組織を、それぞれ陰性対照及び陽性対照として使用した。
【０１３７】
インキュベーション後、組織をカルノア固定し、パラフィンに包埋して組織切片を得た。組織を、通常腸内容物に曝露される側からのみ、媒体又はヒドロゲルに曝露した。したがって、切片をアルシアンブルー／ＰＡＳ（粘液及び粘液分泌細胞を可視化するため）又はＫｉ−６７抗体（細胞増殖を検出するため）で染色した。
【０１３８】
この例で言及されるゲルを、例１、表１及び２に記載されるように調製し、例２に記載されるように特徴付けた。
【０１３９】
結果：
Ａ）様々なレベルの弾性を有するＣＭＣ／ＣＡヒドロゲル間の比較：
追加の独立した実験の分析から（例４とは異なるマウス及びヒト組織を使用）、ゲルＢ０２及びゲルＢ０３が、組織構造の完全性、粘液層の産生及び完全性（図１６のアルシアンブルー／ＰＡＳ染色によって示される）及び増殖能力（茶色のＫｉ−６７陽性核の存在によって示される）をより良く保護するものであることが明らかになった。これらのデータは、ゲルＢ０２及びＢ０３が、組織がより迎合的で、弾性範囲が好ましいものであることを示唆している。
【０１４０】
Ｂ）様々なレベルの弾性を有するＣＭＣ／ＣＡヒドロゲルと、同等の弾性を有するＣＭＣ／ＰＥＧＤＥヒドロゲルの比較：パート１。
図１７の剛性特性が類似又は異なるゲル（すなわち、ゲルＤと比較したゲルＢ−０２、ゲルＣと比較したゲルＡ、ゲルＡ及びＣと比較したゲルＢ−０２及びＤ）の分析から、ゲルＢ−０２及びゲルＤが、結腸組織に対してより良いが同様の保護効果を有し、構造の完全性ならびに粘液層の産生及び完全性をより良く保護することが明らかになった。一方で、ゲルＡ及びゲルＣは組織の完全性にあまり効果がないが、ゲルＡはゲルＣよりも優れている。これは、ゲルＢ−０２及びゲルＤが、ゲルＡ及びゲルＣの粘弾性特性と比較して、粘弾性特性が高く類似しているため、組織がより迎合的であるものであることを示唆している。
【０１４１】
組織の健康及び再生は、ＣＭＣ又は架橋剤の種類を変更した場合に、ＣＭＣヒドロゲル間で似ているが、弾性のレベルによって影響を受けることが認められた。
【０１４２】
弾性が適切な範囲にある限り、高粘度又は低粘度のＣＭＣならびに様々な種類の架橋剤を使用することによって、上皮及び粘膜の健康及び再生を促進するためのヒドロゲルを得ることができるようである。
【０１４３】
Ｃ）様々なレベルの弾性を有するＣＭＣ／ＣＡヒドロゲルと、同等の弾性を有するＰＥＧＤＡヒドロゲルの比較：パート２。
図１８に示されるゲルＢ及びＰＥＧＤＡゲルの分析から、同等の粘弾性／剛性特性を有する化合物（ゲルＢ−０１とＰＥＧＤＡ  ５％；ゲルＢ−０２とＰＥＧＤＡ  １０％；ゲルＢ−０３とＰＥＧＤＡ  １５％）が、構造の保護ならびに粘液層の産生及び完全性に関して、結腸組織に対して同様の効果を示すことが明らかになった。結論として、ゲルの粘弾性特性を調節すると、異なる組織反応が生じる。
【０１４４】
組織の健康及び再生が、ＰＥＧ骨格を有するヒドロゲルを使用した場合にも弾性のレベルによって影響されることが認められた。ＰＥＧヒドロゲルによって達成された組織に対する最適な効果は、ＰＥＧ  ５％〜ＰＥＧ  １５％によって提供される弾性レベルの間であった。しかしながら、ＣＭＣベースのヒドロゲルは、同等の弾性範囲でより良い結果を提供した。この所見は、再生パターンに対する組成物に関連した追加の効果があることを示唆している。これは、微生物叢の効果などに関連している可能性がある。
【０１４５】
これらの結果及び所見から、上皮組織及び粘膜の健康及び再生に広範囲のヒドロゲルを使用することができることが明らかである。ヒドロゲルの弾性は重要なパラメータである。ヒドロゲル組成は、再生パターンに追加の効果をもたらすようであるので、適切な弾性範囲と適切な物質の組成を組み合わせたヒドロゲルの使用を提案する。より有効でより安全でもある投与及び使用を可能にするので、好ましくはより高い吸収特性及びより良い生体適合性を有するヒドロゲルを使用するべきである。
【０１４６】
Ｄ）様々なレベルの弾性を有する非架橋繊維間の比較。
この分析から、繊維Ｃがある組織構造の完全性ならびに粘液層の産生及び完全性を保護するようであることが明らかになった（図１９のアルシアンブルー／ＰＡＳ染色によって示される）。繊維Ａ及び繊維Ｄは、組織及び粘液の完全性に悪影響を及ぼすようである。
【０１４７】
この分析からの所見は、組織の健康及び再生が、機能性繊維の機械的特性を通して改善されない、特に微結晶セルロースなどの不溶性繊維によって改善されないことを示している。グルコマンナンなどの高レベルの弾性を生成する繊維は、それらの高弾性に関連するわずかな改善を示す。しかしながら、未架橋繊維は、機械的効果を通した適切な再生パターンを提供していない。したがって、グルコマンナン及び他の可溶性多糖は、それらの非架橋形態での使用には望ましくないと結論付けることができる。
【０１４８】
本明細書で参照される特許及び科学文献は、当業者に利用可能な知識を確立する。全ての米国特許及び本明細書で引用される公開又は非公開の米国特許出願は参考により組み込まれる。本明細書で引用される全ての公開外国特許及び特許出願は、参照により本明細書に組み込まれる。本明細書で引用される全ての他の公開された参考文献、文書、原稿及び科学文献は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１４９】
本発明をその好ましい実施形態を参照して具体的に示し、説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって包含される本発明の範囲から逸脱することなく、形態及び詳細における種々の変更がなされ得ることが当業者によって理解されるだろう。また、本明細書に記載される実施形態は相互に排他的ではなく、種々の実施形態の特徴を本発明に従って全体的又は部分的に組み合わせることができることも理解すべきである。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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