(57)【要約】  安定に組み込まれた放射性核種を含む架橋ＣＣＮ−ＣＭＣ微小球。微小球は、液滴マイクロ流体法によって調製可能であり、放射性核種が組み込まれた微小球の投与を含む放射線治療の方法に使用され得る。【特許請求の範囲】
【請求項１】
安定に組み込まれた放射性核種を含む架橋ＣＭＣ−ＣＣＮ微小球を含む組成物。
【請求項２】
前記放射性核種がイットリウム−９０を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記微小球が液滴マイクロ流体法によって調製される、請求項１または２に記載の組成物。
【請求項４】
前記微小球が、約７〜約１１日の期間にわたって前記放射性核種を実質的に放出するように適合されたものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項５】
ポリマーマトリックスが１５〜２０日以内に実質的に生体吸収される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
エマルジョン形成法および液滴マイクロ流体法からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物を作製する方法。
【請求項７】
請求項１に記載の組成物を提供するステップと、前記組成物を身体内の部位に送達するステップとを含む、身体を治療する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小球(microsphere)、微小液滴および微粒子などの材料に関し、さらに、放射性核種を身体に送達するために使用できる材料に関する。別の態様では、本発明は、架橋セルロース−キトサンポリマーで形成された塞栓微小球に関する。
【背景技術】
【０００２】
治療の一形態として、がん患者に放射性物質を局所投与する多くの試みがなされてきた。これらのいくつかでは、がんに直接移植できる小さな粒子、シード、ワイヤー、および類似の関連する構成に放射性物質が組み込まれている。一例として、非特許文献１が挙げられる。
【０００３】
そのような使用のための微粒子は、様々な形態をとり、同様の様々な材料から作られている。例えば、微小球は、商品名TheraSphere(登録商標) Yttrium-90 Glass Microspheres（BTG Internationalの一会社であるBiocompatibles UK, Ltd,から入手可能）、およびSirtex Medical社から入手可能なSIR-Spheres(登録商標) microspheresである。特許文献１も参照されたい。特許文献１には、ポリマーおよび放射性イットリウムなどの安定に組み込まれた放射性核種を含むと言われる微小球であって、５〜２００ミクロンの範囲の直径を有する微小球が記載されている。特許文献１には、マトリックス中に放射性核種を安定に組み込むのに十分な時間及び条件でポリマーマトリックスと放射性核種を組み合わせて粒子状物質を生成するステップによってそのような微小球を調製する方法が記載されている。
【０００４】
別の主題に関して、しばしば液滴マイクロ流体法（microfluidics）と呼ばれるプロセスによって様々な材料から様々な目的のために微小液滴を形成できることが記載されている。液滴ベースの液滴マイクロ流体法の重要な利点の１つは、液滴を単一細胞に対するインキュベータとして使用できることである。例えば、非特許文献２を参照されたい。
【０００５】
液滴マイクロ流体法によってポリマー微粒子を形成するための様々な技術も記載されている。例えば、非特許文献３を参照されたい。
さらに別の主題に関して、Golzarianらの特許文献２は、とりわけ、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）で架橋されたカルボキシメチルキトサン（ＣＣＮ）を一般に含む塞栓物質の調製および使用を記載した。得られた微小球は、ドキソルビシンなどの治療薬を任意に含むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００２／０３４３００号
【特許文献２】米国特許第８６１７１３２号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】AI-Adraら、「イットリウム９０放射線塞栓術による切除不能肝内胆管ガンの治療：系統的レビューおよびプール解析(Treatment of unresectable intrahepatic cholangiocarcinoma with yttrium-90 radioembolization:  A systematic review and pooled analysis)」、外科腫瘍学に関する欧州刊行誌(EJSO)、Cancer Surg、第41巻、2015年、p.120-127
【非特許文献２】Joenssonら、「液滴マイクロフルイディクス−単一細胞分析のためのツール(Droplet Microfluidics-A Tool for Single-Cell Analysis)」、アンゲヴァンテ・ケミー(Angewandte Chemie)、第51巻、第49号、2012年12月3日、p.12176-12192
【非特許文献３】Serraら、「液滴マイクロフルイディクスによるポリマー微粒子のエンジニアリング(Engineering Polymer Microparticles by Droplet Microfluidics)」、ジャーナル・オブ・フローケミストリ(J.Flow Chem)、第3巻、第3号、2013年、p.66-75
【発明の概要】
【０００８】
一態様において、本発明は、安定に組み込まれた放射性核種を含む架橋ＣＣＮ−ＣＭＣ微小球を提供する。好ましい一態様では、本発明は、液滴マイクロ流体法によって調製された微小球および組み込まれた放射性核種を提供する。さらに別の好ましい態様では、本発明は、放射性核種が組み込まれた微小球の投与を含む放射線治療方法を提供する。
【０００９】
本発明は、架橋ＣＣＮ−ＣＭＣおよび放射性イットリウムなどの放射性核種を含む微小球を提供する。好ましい実施形態では、微小球は、液滴マイクロ流体法の使用により調製され、ヒトおよび他の哺乳動物のがんの治療において使用される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示は、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）で架橋されたカルボキシメチルキトサン（ＣＣＮ）を含む複数の微小球を記載する。微小球は生体適合性、生体吸収性、および生分解性である。本開示の例によれば、ＣＣＮおよびＣＭＣは、小分子架橋剤を使用せずに架橋されて、小分子架橋剤を実質的に含まない微小球を形成し得る。小分子架橋剤の使用は架橋反応を促進するが、一部の小分子架橋剤は有毒であるか、患者の体内の細胞または組織に他の悪影響を与えることがある。小分子架橋剤を省略することにより、そのような潜在的な悪影響を回避することができる。実際、いくつかの例では、ＣＭＣとＣＣＮの間の架橋反応は、小分子架橋剤なしで、水と油のエマルジョン中で比較的低温（例えば、約４０℃）で実行できる。
【００１１】
ＣＣＮは、実質的に非毒性および生分解性である。キトサンは体内でグルコサミンに分解され、グルコサミンは患者の体に実質的に吸収され得る。同様に、ＣＭＣは実質的に非毒性で生分解性である。したがって、ＣＣＮおよびＣＭＣにより形成される架橋ポリマーは、実質的に非毒性（例えば、生体適合性）および生分解性（または生体吸収性）のものと予想される。さらに、架橋ＣＣＮ−ＣＭＣ微小球は２つのポリマーから形成されるため、架橋分子の圧縮性などの機械的特性は、研磨剤としての粒子の使用に十分であると予想される。
【００１２】
本明細書に記載される複数の微小球は、任意の適切な目的、例えば放射性塞栓形成に使用されてもよい。複数の微小球は生体適合性および生分解性であるため、微小球は体内での使用を許容でき、使用後に分解することができ、微小球による環境汚染を低減し得る。
【００１３】
この成分は、例えば、治療用または診断用放射性核種を含むことができ、これは抗生物質、抗菌剤、抗真菌剤などの１つ以上の追加成分と任意選択で組み合わせてよい。例えば、成分は、イットリウム−９０などの治療用放射性核種を含むことができる。
【００１４】
いくつかの例では、ＣＣＮおよびＣＭＣを含む微小球は、その開示が参照により本明細書に組み込まれる特許文献２に記載された技術に従って形成されてもよい。最初に、ＣＭＣは少なくとも部分的に酸化され、部分的に酸化されたＣＭＣを形成する。１つの反応では、ｎ個の繰り返し単位を含む鎖の一部である単一のＣＭＣモノマー（繰り返し単位）がＮａＩＯ４（過ヨウ素酸ナトリウム）と反応して、ヒドロキシル基に結合した炭素原子間のＣ−Ｃ結合を酸化し、カルボニル（特にアルデヒド）基を形成する。いくつかの例では、反応は約２５０Ｃで行われ得る。ＣＭＣポリマー内の一部またはすべての繰り返し単位が酸化されてよい。例えば、いくつかの繰り返し単位は、まったく酸化されないことがあり、反応が行われる２つのヒドロキシル基を含んだままの場合がある。他のモノマーは、酸化されることがあり、２つのカルボニル基を含む場合がある。ＣＭＣは、約５０，０００ダルトン（Ｄａ；モル当たりのグラム（ｇ／ｍｏｌ）と等価）と約８００，０００Ｄａとの間の重量平均分子量を含み得る。いくつかの例では、ＣＭＣの重量平均分子量は約７００，０００ｇ／ｍｏｌであってもよい。
【００１５】
ＣＭＣの酸化度は、例えば、ＮａＩＯ４とＣＭＣ繰り返し単位とのモル比によって影響を受ける場合がある。いくつかの例では、ＮａＩＯ４分子とＣＭＣ繰り返し単位とのモル比（ＮａＩＯ４：ＣＭＣ繰り返し単位）は、約０．１：１から約０．５：１の間であってもよい。ＮａＩＯ４分子とＣＭＣ繰り返し単位とのモル比の特定の例には、約０．１：１、約０．２５：１、および約０．５：１が含まれる。ＮａＩＯ４分子とＣＭＣ繰り返し単位とのモル比が増加すると、ＣＭＣの酸化が多くなり、ＣＭＣがＣＣＮと反応して微小球を形成する際の架橋密度が増加することがある。逆に、ＮａＩＯ４分子とＣＭＣ繰り返し単位とのモル比が減少すると、ＣＭＣの酸化が少なくなり、ＣＭＣがＣＣＮと反応して微小球を形成する際の架橋密度が低下することがある。いくつかの例では、架橋密度はＣＭＣの酸化度にほぼ比例することがある。いくつかの例では、より高い架橋密度は、より大きな機械的強度（例えば、破壊歪み）を備えた微小球をもたらし得る。
【００１６】
特許文献２の反応２に示されているように、アミン基またはヒドロキシル基の水素原子の１つの代わりに−ＣＨ２ＣＯＯ−基を結合させるためにキトサンを反応させることによりＣＣＮを調製することができる。反応２の生成物では、各Ｒは独立するＨまたは−ＣＨ２ＣＯＯ−である。反応１に示したＣＭＣの酸化と同様に、−ＣＨ２ＣＯＯ−の付加の程度は、ＣＣＮが部分的に酸化されたＣＭＣと反応して微小球を形成するときの架橋密度に影響を与えることがある。−ＣＨ２ＣＯＯ−の付加の程度は、例えば、ＣＣＮ繰り返し単位に対するＣＩＣＨ２ＣＯＯＨの比率によって影響を受けることがある。一般に、ＣＣＮ繰り返し単位に対する−ＣＨ２ＣＯＯ−の比率が大きくなると、−ＣＨ２ＣＯＯ−の付加の程度が大きくなり、ＣＣＮ繰り返し単位に対する−ＣＨ２ＣＯＯ−の比率が小さいと、−ＣＨ２ＣＯＯ−の付加の程度が小さくなることがある。
【００１７】
いくつかの例では、ＣＣＮにおけるｘ：ｙの比は約３：１のことがあるが（すなわち、「ｘ」のモノマーはキトサンの約７５％を形成し、「ｙ」のモノマーはキトサンの約２５％を形成する）、他の比率も使用できる。いくつかの例では、キトサン出発材料は、約１９０，０００ｇ／ｍｏｌから約３７５，０００ｇ／ｍｏｌの間の分子量を有し得る。いくつかの例において、反応２は、反応混合物を約２５℃、約２４時間５００ｒｐｍで撹拌し、続いて反応混合物を約５０℃、約４時間５００ｒｐｍで撹拌することにより実施することができる。
【００１８】
部分的に酸化されたＣＭＣおよびＣＣＮが調製されると、ＣＭＣおよびＣＣＮの各々は対応する量の水のような溶媒に混合される。例えば、０．１ミリグラム（ｍｇ）の部分酸化ＣＭＣを５ミリリットル（ｍｌ）の水に混合して、２％重量／体積（ｗ／ｖ）の第１溶液を形成することができる。同様に、０．１ｍｇのＣＣＮを５ｍｌの水に混合して、２％ｗ／ｖの第２溶液を形成する。もちろん、水以外の溶媒を使用してもよく、それぞれ他の濃度を有する、部分的に酸化されたＣＭＣまたはＣＣＮの溶液を利用してもよい。例えば、生理食塩水またはリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）を代替溶媒として利用してもよい。部分酸化ＣＭＣ溶液で使用される溶媒は、ＣＣＮ溶液で使用される溶媒と同じでも異なっていてもよい。部分酸化ＣＭＣまたはＣＣＮの溶液濃度は、約０．５％ｗ／ｖと約３％ｗ／ｖの間であってよい。部分酸化ＣＭＣ溶液の濃度は、ＣＣＮ溶液の濃度と同じでも異なっていてもよい。
【００１９】
上述のように、ＣＭＣとＣＣＮの架橋反応は、グルタルアルデヒドなどの小分子架橋剤を使用せずに進行することができる。いくつかの例では、この点は有利なことがある。なぜなら、小分子架橋剤が微小球を含む製品を使用する患者に有毒なことがあるからである。このように、ＣＭＣで架橋されたＣＣＮから形成された微小球は、小分子架橋剤を実質的に含まないことができる。
【００２０】
いくつかの例では、ＣＭＣとＣＣＮとの間の架橋反応は、比較的温和な条件下で進行し得る。例えば、架橋反応は、周囲圧力および周囲温度（例えば、室温）で実施され得る。いくつかの例では、この反応は、周囲温度より高い温度、例えば４０℃で実施され得る。架橋反応が行われ得る温度範囲の例には、約２０℃〜約７０℃の間、および約４０℃または約６５℃が含まれる。いくつかの例では、反応温度を低くすると、直径が実質的に同様の微小球を得るのに長い反応時間を要することになるか、または同様の時間後に、より小さな微小球が生じることがある。
【００２１】
室温より高い温度で反応を行うことの１つの利点は、反応の進行中に反応混合物から水が除去されることであり得る。例えば、約６５℃の温度で架橋反応を行うと、架橋反応が進むにつれて水分が蒸発することになる。
【００２２】
ＣＭＣとＣＣＮの分子間の架橋度は、得られる微小球の機械的特性に影響を及ぼし得る。例えば、一般に、より高い架橋密度はより大きな機械的強度（例えば、破壊歪み）をもたらし、より低い架橋密度はより低い機械的強度（例えば、破壊歪み）をもたらし得る。いくつかの例において、架橋密度は、図７に関して以下で説明されるように、約７０％から約９０％の間の破壊歪みが得られるように調整可能であってもよい。架橋密度は、微小球の分解速度にも影響し得る。例えば、架橋密度が大きいと分解時間が長くなり、架橋密度が低いと分解時間が短くなることがある。一部の例では、Ｃ＝Ｎ二重結合の加水分解により架橋結合が分解する場合がある。
【００２３】
上述のように、ＣＭＣとＣＣＮとの間の架橋反応は、改良版エマルジョン架橋反応である。いくつかの例において、或るエマルジョン架橋反応は、ＣＭＣ−ＣＣＮ分子の輸送により律速されることがあり、反応生成物（架橋ＣＭＣ−ＣＣＮ）が微小球である場合に役割を果たすことがある。
【００２４】
微小球のサイズは、例えば、攪拌速度、反応温度、反応エマルジョン中のＣＭＣおよびＣＣＮ分子の濃度、エマルジョンの混合量またはエマルジョン中の界面活性剤の濃度などの反応条件によって影響されることがある。例えば、ＣＭＣの酸化度を約２５％（合計１００繰り返し単位あたり約２５酸化繰り返し単位）、攪拌速度を毎分６００回転（ｒｐｍ）、温度を約ＳＯＣ、反応時間を約１２時間、５０ｍｌ鉱油あたりＳｐａｎ８０量を約０．３ｍｌに維持しながら、ＣＭＣおよびＣＣＮ溶液の各濃度を１．５％ｗ／ｖから２％ｗ／ｖに増やすと、微小球の平均直径は約６００μｍから約１１００μｍまで増加することがある。別の例として、ＣＭＣおよびＣＣＮ溶液の各濃度を約１．５％ｗ／ｖ、攪拌速度を６００ｒｐｍ、温度を約ＳＯＣ、反応時間を約１２時間、５０ｍｌ鉱油あたりのＳｐａｎ８０の量を約０．３ｍｌに維持しながら、ＣＭＣの酸化度を約１０％から約２５％に増やすと、微小球の平均直径は約５１０μｍから約６００μｍまで増加することがある。
【００２５】
いくつかの例では、反応条件を、平均直径または中央直径が約４０μｍ〜約２２００μｍの微小球をもたらすように選択することができる。いくつかの例では、反応条件を、平均直径または中央直径が約２０００μｍ未満の微小球、平均直径または中央直径が約１００μｍ〜約１２００μｍの微小球、平均直径または中央直径が約１００μｍ〜約３００μｍの微小球、平均直径または中央直径が約３００μｍ〜約５００μｍの微小球、平均直径または中央直径が約５００μｍ〜約７００μｍの微小球、平均直径または中央直径が約７００μｍ〜約９００μｍの微小球、平均直径または中央直径が約９００μｍ〜約１２００μｍの微小球、または平均直径または中央直径が約１６００μｍ〜約２２００μｍの微小球をもたらすように選択することができる。いくつかの例では、微小球の直径は、光学顕微鏡法を使用して測定され、１つまたは複数のふるいなどの使用に基づいて近似されてもよい。
【００２６】
所望の平均直径または中央直径を有する微小球を生成するために、所望の時間長にわたって反応を行った後、架橋反応中に水が蒸発していなければ、エマルジョン中の水を実質的に完全に除去してよい。次いで、油相をデカンテーションまたは遠心分離などにより除去し、そして微小球を洗浄してよい。例えば、微小球をＴｗｅｅｎ８０溶液で洗浄してよい。最後に、微小球を、水または生理食塩水などの液体中に、約２℃から約８℃などの適切な温度で保存してよい。
【００２７】
いくつかの例では、架橋反応によって、直径が平均値または中央値付近に分布した複数の微小球を生成することができる。場合によっては、直径がより狭い範囲内にある微小球または実質的に単一の直径の微小球を分離することが有利な場合がある。いくつかの例では、所定のメッシュサイズのふるいを通して通常の生理食塩水で湿式ふるい分けすることにより、直径に従って微小球を分離することができる。
【００２８】
本発明は、ポリマー、特にポリマーおよび放射性核種を含む架橋ＣＭＣ−ＣＣＮ微小球、ならびにその製造方法、およびこの粒子状物質の使用方法に関する。特定の一態様では、本発明は、ポリマーおよび放射性イットリウムなどの放射性核種を含む微小球、ならびにヒトおよび他の哺乳動物のがんおよび関連状態の治療におけるこれらの微小球の使用に関する。例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる特許文献１を参照されたい。
【００２９】
本発明の架橋ＣＭＣ−ＣＣＮ微小球は、治療対象器官の動脈血供給源に投与されているように設計することができ、それにより、標的器官の小血管に捕捉され、放射線照射する。別の投与形態は、ポリマーベースの架橋ＣＭＣ−ＣＣＮ微小球を、治療対象の標的器官または固形腫瘍に直接注入することである。
【００３０】
したがって、本発明の架橋ＣＭＣ−ＣＣＮ微小球は、様々な形態のがんおよび腫瘍の治療に有用であるが、特に肝臓および脳の原発性および二次性がんの治療に有用である。微小球または他の小さな粒子が標的器官の動脈血供給源に投与される場合、それら微小球または他の小さな粒子を、標的器官内での最適で均一な分布をもたらすサイズ、形状および密度のものとすることが望ましい。もし微小球または小粒子が均等に分布しないと、絶対動脈血流の作用で、それらがいくつかの領域に過剰に蓄積し、過剰な放射線の限局的領域を生じる場合がある。直径約２５ミクロンから約５０ミクロンの微小球は、肝臓の動脈循環に投与した場合に最適な分布特性を持つことが明らかにされている。
【００３１】
粒子が非常に高密度であるかまたは重すぎる場合、それらは標的器官に均一に分布せずに、がんを含まない領域に過剰な濃度で蓄積することがある。重い固体である微小球は、肝臓の動脈供給源に注入された場合、肝実質内で上手く分布しないことが明らかにされている。これにより、標的器官のがんに到達する有効な放射線が減少し、放射性微小球が腫瘍細胞を殺滅する能力が低下する。
【００３２】
放射性架橋ＣＭＣ−ＣＣＮ微小球をがんの治療に成功裏に使用するためには、放出される放射線は高エネルギーで短飛程であるのがよい。これにより、放射されたエネルギーは、放射線治療の対象ではない組織にではなく、架橋ＣＭＣ−ＣＣＮ微小球のすぐ周囲の組織に蓄積される。この治療モードでは、高エネルギーであるが、粒子材料のすぐ近傍に放射効果が制限される、短透過力のベータ放射が望ましい。ＳＩＲＴに使用できる微小球に組み込むことができる放射性核種は多数ある。この治療形式での使用に特に適しているのは、イットリウムの不安定同位体（Ｙ−９０）である。
【００３３】
イットリウム−９０は、高エネルギーの純粋なベータ放射線を放出しながら、６４時間の半減期で崩壊する。ただし、イットリウム９０の代わりに他の放射性核種を使用することもでき、それらの例は、ホルミウム、サマリウム、ヨウ素、イリジウム、リン、レニウムの同位体である。
【００３４】
本発明の微小球は、任意の適切な手段を使用して提供され得る。例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる非特許文献３を参照されたい。例えば、不均一重合プロセス（懸濁、超臨界流体）または非溶媒での沈殿プロセスのいずれかによって調製できる。しかしながら、好ましくは、微小球は、高効率乳化微細構造デバイスであって、小寸法の毛細管を伴って、流体が別の不混和性流体中に乳化するのを可能にする前記高効率乳化微細構造デバイスを調製可能な微細加工技術を使用して調製される。したがって、非常に狭いサイズ分布（粒子サイズ分布のばらつき係数は通常５％未満）の液滴または気泡を、こうしたマイクロ流体デバイス内を流れる連続流体中で連続的に生成及び分散させることができる。「分散される」相が重合可能液体で構成されている場合、熱重合または光重合のいずれかにより、液滴を下流で硬化させることができる。従来のプロセスに比べて、マイクロ流体支援プロセスは、粒子のサイズを正確に制御するだけでなく、その形状、形態、および組成を制御する能力がある。マイクロシステムの少なくとも２つの異なるカテゴリは、重合性液体の乳化に適している。１つ目のものでは、連続流体と分散流体の両方がマイクロチャネル内を流れ、２つ目のものでは、連続相がチューブ内を流れ、分散相が小寸法の毛細管内を流れる。これら２つのカテゴリのマイクロシステムについて非常に類似している乳化メカニズムは、分散される相が連続的で非混和性の相によってせん断されたときに液糸が液滴へ破断されることから進行する。
【００３５】
例えば、テラス状マイクロチャネルデバイス、Ｔ字路マイクロチャネルデバイス、およびフロー集束（flow-focusing）マイクロチャネルデバイスを含む、様々なマイクロチャネルベースのデバイスを使用することができる。これらのデバイスは、通常、半導体関連技術を利用して微細加工される。したがって、シリコン、ガラス、またはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）に、連続相と分散相が流れるマイクロチャネルをエッチングするために、一般的にリソグラフィープロセスが採用される。マイクロチャネルベースのシステムは、毛細管ベースのデバイス上にいくつかのユニークな機能を提供する。わずか数十ミクロンのチャネル幅を持つマイクロシステムを入手できる。マスクリソグラフィー技術により、マイクロチャネルと複雑な微細構造との完全なアライメントが可能になる。
【００３６】
上流および下流の機能性（流れの分布、選択的な液滴の融合、液滴の切断など）は容易に実装される。最後に、複数の微細構造を持つチップを設計して、ポリマー粒子の全体的な生産量を増やすことができる。
【００３７】
共流毛細管デバイス、クロスフロー毛細管デバイス、およびフロー集束毛細管デバイスを含む、様々な毛細管ベースのデバイスも使用することができる。上記のマイクロチャネルベースのデバイスはすべて、分散相が連続相によって乳化される前にデバイスの壁と直接接触するように設計される。そのため、位相反転を避けるために、デバイスの材料を慎重に選択または変更する必要がある。この現象は、分散相が連続相よりも物質に対して大きな親和性を持つ場合、すなわち、分散相が優先的に壁を濡らすときに観察される。結果として、連続相は分散相によって乳化され、連続相の液滴が形成される。この相反転は、疎水性液滴に対して親水性の適切な材料を選択するか、分散相の液滴が形成されるまさにその場所での材料の特性を局所的に変更することによって回避できる。ただし、後者の手順では、微細加工プロセスに追加の手順が必要である。さらに、毛細管ベースのデバイスを使用して、連続相流の中心線に分散相を供給し、液滴がデバイスの壁に接触しないようにすることができる。さらに、これらの毛細管ベースのデバイスは、上記のマイクロチャネルベースのデバイスで発生することがあるマイクロチャネルの目詰まり、および単一のマイクロシステムでＯ／ＷまたはＷ／Ｏエマルジョンを得る可能性を解決する。
【００３８】
ビーズおよびカプセルのような単純な形態は、上記のマイクロ流体デバイスから得ることができる。ただし、こうしたデバイスは、サイズのより優れた制御に加えて、特定のポリマー粒子の製造も可能にし、当該特定のポリマー粒子は、分散相が連続相よりも親和性が高い材料のつまり分散相が優先的に壁を濡らす従来のバッチ反応器では得るのが難しいとされる特性（形態と組成）を有するものである。結果として連続相が分散相によって乳化され、連続相の液滴が形成されるこの相反転は、サイズ及びサイズ分布を取得できる適切な材料を選択することで回避できる。
【００３９】
液滴サイズは、分散および連続速度、毛細管内径、分散および連続相の粘度、および表面張力などのアーティキュラー動作パラメータを含むさまざまな手段によって制御することができる。一例および好ましい実施形態では、微小球は、異なる形状（例えば、球状および棒状）および／または異なる形態（例えば、ヤヌス（Janus）粒子およびコアシェル粒子）のポリマー微粒子の調製を可能にする毛細管ベースのマイクロシステムの適用により提供される。
【００４０】
毛細管ベースのマイクロシステムは、ポリマーカプセル（平均サイズ３００  １−１ｍ）を生成し、動作および組成パラメータの膜の形態に対する影響を調査するのに便利であり得る。これらのパラメータは簡単に変更でき、カプセルの特性を調べるには、わずか１ｍｌの少量の分散相しか必要でない。
【００４１】
本説明を与えられれば、当業者は、任意の好適な形態、例えば、球状またはヤヌス微粒子の形態で、本発明によるポリマー材料を調製することができるであろう。これらの微粒子は、より一般的な合成方法で調製された場合には達成できない狭いサイズ分布または形態から生じる特定の特性を示す。
【００４２】
実施例
実施例１．エマルジョンによるイットリウム含有微小球の調製
部分酸化ＣＭＣおよびＣＣＮは、特許文献２の実施例１および４に記載された方法で調製される。なお、特許文献２の開示は参照により本明細書に組み込まれる。約０．０７５ｇのＣＣＮ−１を約５ｍｌの水に混合して、１．５％ｗ／ｖ  ＣＣＮ−１溶液を形成する。同様に、約０．０７５ｇのＯＣＭＣ−１１を約５ｍｌの水に混合して、１．５％ｗ／ｖ  ＯＣＭＣ−１１溶液を形成する。次に、ＣＣＮ−１溶液とＯＣＭＣ−１溶液を混合する。イットリウム９０は、核反応Ｙ−８９（ｎ、ｙ）Ｙ−９０からイットリウム９０が生成するように酸化イットリウムに照射することで得られる。イットリウム９０の半減期は６４時間である。次に、イットリウム（９０Ｙ）酸化物を、穏やかに加熱および攪拌しながら０．１Ｍ硫酸に溶解して、イットリウム（９０Ｙ）硫酸塩の透明で無色の溶液を形成する。イットリウム（９０Ｙ）硫酸塩がポリマー溶液に組み込まれ、この混合物が分散相として使用される。添加される硫酸イットリウム（９０Ｙ）の量は、各微小球の放射能を３．７５−７．５ｘ１０−８ＧＢｑの範囲に制限することにより決定される。混合物を、０．２ｍｌから０．５ｍｌのモノオレイン酸ソルビタンを含む約５０ｍｌの鉱油に加えてエマルジョンを形成し、エマルジョンを約１５分間均質化する。次に、混合物を４０〜６０Ｃで一晩撹拌して、架橋微小球を形成する。次に油をデカントし、微小球を５％Ｔｗｅｅｎ８０で洗浄した後、０．９％生理食塩水で洗浄する。
【００４３】
光学顕微鏡により生理食塩水中で測定された微小球の平均直径は、直径２０〜６０ミクロンであると決定される。ベータ粒子の最大エネルギーは２．２７ＭｅＶであり、組織内の放射の最大飛程は約２〜１５ｍｍである。半減期は６４．１時間である。同位体が無限に減衰することを必要とする治療用途では、放射線の９４％が約７〜約１１日以内に照射される。ポリマーマトリックスは１５〜２０日以内に実質的に生体吸収される。
【００４４】
実施例２．液滴マイクロ流体法によるイットリウム含有微小球の調製
部分酸化されたＣＭＣおよびＣＣＮは、その開示が参照により本明細書に組み込まれる特許文献２の実施例２および４に記載された方法で調製される。約０．０７５ｇのＣＣＮ−１を約５ｍｌの水に混合して、１．５％ｗ／ｖ  ＣＣＮ−１溶液を形成する。同様に、約０．０７５ｇのＯＣＭＣ−１を約５ｍｌの水に混合して１．５％ｗ／ｖ  ＯＣＭＣ−１溶液を形成する。次に、ＣＣＮ−１溶液とＯＣＭＣ−１溶液を混合する。イットリウム９０は、核反応Ｙ−８９（ｎ、ｙ）Ｙ−９０からイットリウム９０が生成するように酸化イットリウムに照射することで得られる。次に、イットリウム（９０Ｙ）酸化物を、穏やかに加熱および攪拌しながら０．１Ｍ硫酸に溶解して、イットリウム（９０Ｙ）硫酸塩の透明で無色の溶液を形成する。イットリウム（９０Ｙ）硫酸塩がポリマー溶液に組み込まれ、この混合物が分散相として使用される。加えるイットリウム（９０Ｙ）硫酸塩の量は、各微小球の放射能を３．７５−７．５ｘ１０−８ＧＢｑの範囲に制限することにより決定される。０．４〜１％のモノオレイン酸ソルビタンを含む鉱油が連続相として使用される。２０−６０μｍのサイズ範囲の微小球が共流毛細管ベースのマイクロシステムで調製される（非特許文献３）。
【００４５】
微小液滴およびその後のイットリウムコア−ポリマーシェル微粒子は、小さな内径（約２０〜１５０μｍ）を有する毛細管を単一配置した、同軸配置した、および並列配置した、異なる構成からなる毛細管ベースのマイクロ流体デバイスから得られる。並行フローのおよびフロー集束のマイクロシステムを含め、２つのデバイスのいずれかを使用できる。毛細管先端では、開始剤と混合したモノマー溶液で構成された分散される相が連続相によってせん断され、滴下領域で、最大数十Ｈｚの規則的な頻度で同体積の液滴が形成される。毛細血管の配置に応じて、単一液滴、二重液滴、またはヤヌス液滴が生成される。すべてのマイクロシステムは、親水性または疎水性の内壁と、Ｔ字路と、チューブとを備えた毛細管で構成される。
【００４６】
液滴の形成は、６４８×４８８ピクセルの最大解像度で最大２００ｆｐｓを捕捉するＣＣＤカメラを備えた光学顕微鏡下で観察される。これらの毛細管ベースのマイクロシステムの適用により、球体やロッドを含むさまざまな形状の高分子微粒子の調製が可能になる。また、動作条件（主に連続相および分散相の流量）を調整するだけでシェルの厚さを調整できるヤヌス形態やコアシェル形態など、さまざまな形態の微粒子を生成することもできる。
【００４７】
予め形成された微小球は、鉱油と共に容器に集められ、エマルジョンの水相は、絶えず攪拌されながら約４０〜６０Ｃで一晩蒸発させられる。次に、微小球をろ過し、５％Ｔｗｅｅｎ８０、続いて０．９％生理食塩水で洗浄する。
【国際調査報告】
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