アルキレン−ジカルボキシラート含有の生分解性ポリ（エステル−アミド）および使用法
本発明は、脂肪族二酸含有のPEA重合体と比べて、加水分解速度の顕著な改善を伴う新たな脂肪族ジエステル-二酸含有のPEA重合体組成物を提供する。本発明のPEA組成物において使用される二酸は、非毒性の脂肪脂肪族同族体を含む。これらの分子は、生物的(酵素的)および非生物的加水分解によって容易に切断できる、二つのエステル基を本来含有している。活性重縮合に有用なさらなる二酸型の化合物は、短い脂肪族の非毒性ジオールおよび二酸で構成されたα,ω-アルキレンジカルボキシラートである。さらに、本発明のPEA重合体組成物はさらなる鎖柔軟性を重合体に導入するために、C-保護L-リジンに基づく単量体のような、第二の単量体を任意で含有してもよい。本発明のPEA重合体組成物は、体内投与される場合、生物活性剤の送達に有用である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、概して薬物送達系に関し、具体的には、アルファ-アミノ酸および脂肪族ジエステル-二酸を生分解性重合体主鎖に組み込んだ重合体送達組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
疎水性α-アミノ酸、脂肪族ジオールおよびジカルボン酸のような、非毒性の構成要素からなる、定型的なAA-BB型の生体類似ポリ(エステルアミド) (PEA)は、その優れた血液および組織適合性(K. DeFife et al. Transcatheter Cardiovascular Therapeutics - TCT 2004 Conference. Poster presentation. Washington DC. 2004（非特許文献1）)ならびに生物学的分解プロファイル(G. Tsitlanadze, et al. J. Biomater. Sci. Polymer Edn. (2004). 15:1-24（非特許文献2）)のため、生物医学的応用にとって重要な材料であることが証明されている。PEAの酵素分解の制御および非特異的分解率の低さが、それらを薬物送達の応用にとって魅力的にしている。
【０００３】
PEAのこれらの特性は、ポリ乳酸(PLA)およびポリグリコール酸(PGA)のような、広く使われている脂肪族ポリエステルに比べて利点をもたらす。PLAおよびPGAの巨大分子中の脂肪族エステル基は迅速な加水分解速度に寄与するが、重合体の表面は不十分な接着および細胞増殖を示すことが知られており、これらの特性は細胞と生体材料との間の相互作用の重要な指標である(Cook, AD, et al. J. Biomed. Mater. Res., (1997). 35: 513-523（非特許文献3）)。
【０００４】
環境上の懸念の増大によって、他の脂肪族生分解性ポリエステルも汎用プラスチックの代用として再び脚光を浴びている(Vert M., J. Macromol. Sci. Pure Appl. Chem. A. (1995). 32: 787-97（非特許文献4）およびMayer JM, Kaplan DL, Trends Polym. Sci. (1994). 2: 227-8（非特許文献5）)。ポリ(ブチレンスクシナート)、ポリ(ブチレンスクシナート-アジペート)共重合体、およびポリ(エチレンスクシナート)は、脂肪族ジカルボン酸6とのグリコールの縮合反応を通じて成功裏に調製されており、商品名BIONOLLE(商標)で商品化されている。脂肪族ポリエステルは、コレステロールエステラーゼ、リゾプスデレマー(Rizopus delemaer)リパーゼにより酵素加水分解および非酵素加水分解を受けることが証明されている(Shirahama H, et al, J. Appl. Polym. Sci. (2001). 80: 340-347（非特許文献6）)。
【０００５】
脂肪族二酸の中で、コハク酸は食品産業においておよび香水製造業において広く使われている天然生成物であるため、それは生体適合性、生分解性重合体を構築するのに最も魅力的な構成要素の一つである。コハク酸の誘導体は、作用基が1,2 (近接)位であることによって、強力な分子内触媒を起こす。例えば、コハク酸ジアミドおよびエステルアミドの場合(以下のスキーム)のような、近接するアミド結合はアミドまたはエステル結合の加水分解を触媒することが周知である(Vigneron B, et al. Bull. Soc. Chim. Belg., (1960). 69: 616（非特許文献7）およびCohen T, and Lipowitz J, J. Am. Chem. Soc., (1964). 86: 5611（非特許文献8）)。
【０００６】
当技術分野の知識におけるこの進歩にもかかわらず、潜在的に自己分解可能な重合体としてコハク酸で構成されたものなどの、新しくてさらに良いポリアミドおよびポリ(エステルアミド)が必要とされている。
【０００７】
従来の重縮合(PC)法、つまり溶融しているかまたは高沸点の有機溶媒中での高温PC (HTPC)、および溶液中または界面での低温PC (LTPC)を用いた高分子量ポリ(コハク酸アミド)の合成は、五員のスクシンイミド環化の形成と関連する、広範な鎖終結のために問題がある。
【０００８】
このため、高分子量の塗膜形成ポリアミド(PA)は、1986年まで文献に記述されていなかった。その後、Katsaravaら(Makromol. Chem., B.(1986). 187: 2053)（非特許文献9）は、溶液活性重縮合(APC)を用いた温和な条件下での、ジアミン(遊離塩基)との活性なスクシナートの相互作用により得られる高分子量ポリ(スクシンアミド)の初合成に関する報告を行った。
【０００９】
しかしながら、遊離ジアミンの代わりにジ-p-トルエンスルホン酸塩を用いたアミノ酸に基づくポリ(エステルアミド)の合成にこの手法を適用することで、脆性塗膜を形成する低分子量ポリ(エステルアミド)が得られた。この結果は、HTPCおよびLTPCにおけるほどではないが、環化に好ましく、いくぶんのイミド形成を起こしうる、比較的厳しい反応条件(例えば、80℃)を用いることの必要性に起因する可能性がある。しかしながら、環化の程度は鎖終結を引き起こすほど十分に高く、これがPEAの分子量の減少を引き起こした。この結果は、活性なスクシナートにおける一つのエステル基の相互作用の後に、最初のものと同じくらい活性であり、アミノ分解(鎖成長)反応と並行して環形成(鎖終結)反応に関与しうるさらなるエステル基が存在するという事実によるものであった。
【００１０】
80年代初めに、Tsamantakisら(Angew. Makrom. Chem. (1982) 104: 19-30)（非特許文献10）は、ジエステル-二酸型の新しい単量体およびその活性なジ-(p-ニトロフェニル)エステルを報告している。これらの研究では、アルキレン-ジカルボキシラート単量体の合成には、コハク酸またはグルタル酸およびα,ω-ジオールを要した。ジオールのビス-スクシナートまたはビス-グルタラートを脂肪族または芳香族ジアミンと成功裏に重縮合して、中度から高度(最大1.76 dL/gまで)の固有粘度を有する重合体を得ている。しかしながら、得られた分解性重合体は毒性のジアミンを含有しており、その生物医学的応用の可能性を限定するものであった。
【００１１】
それゆえ、アルキレン-ジカルボキシラートを含有するの生体適合性かつ生分解性のポリ(エステル-アミド) (PEA)の合成のための新しくてさらに良い方法、このようなPEAを含有する組成物、およびその使用法が必要とされている。そのようなPEA組成物の作出で用いる新しいアルキレンジカルボキシラートも、必要とされている。
【００１２】
【非特許文献１】K. DeFife et al. Transcatheter Cardiovascular Therapeutics - TCT 2004 Conference. Poster presentation. Washington DC. 2004
【非特許文献２】G. Tsitlanadze, et al. J. Biomater. Sci. Polymer Edn. (2004). 15:1-24
【非特許文献３】Cook, AD, et al. J. Biomed. Mater. Res., (1997). 35: 513-523
【非特許文献４】Vert M., J. Macromol. Sci. Pure Appl. Chem. A. (1995). 32: 787-97
【非特許文献５】Mayer JM, Kaplan DL, Trends Polym. Sci. (1994). 2: 227-8
【非特許文献６】Shirahama H, et al, J. Appl. Polym. Sci. (2001). 80: 340-347
【非特許文献７】Vigneron B, et al. Bull. Soc. Chim. Belg., (1960). 69: 616
【非特許文献８】Cohen T, and Lipowitz J, J. Am. Chem. Soc., (1964). 86: 5611
【非特許文献９】Katsaravaら(Makromol. Chem., B.(1986). 187: 2053)
【非特許文献１０】Tsamantakisら(Angew. Makrom. Chem. (1982) 104: 19-30)
【発明の開示】
【００１３】
発明の概要
本発明は、脂肪族二酸含有のPEA重合体と比べて加水分解速度の顕著な改善を伴う、新たな脂肪族ジエステル-二酸含有のPEA重合体組成物の発見に基づく。ビス(α-アミノ酸)-α,ω-アルキレン-ジエステルは、活性重縮合(APC)に有用な、ジアミン単量体の一種であり、これは二つの脂肪族エステル結合を本来含有している。そのようなエステル基は種々のエステラーゼによって酵素的に認識されうる。例えば、活性化二酸エステルとのジアミン単量体の縮合は、エステルおよびアミド官能性を有するPEA巨大分子をもたらす。本発明のPEA組成物において使用される二酸は、非毒性の脂肪脂肪族同族体を含む。本発明による活性重縮合に有用なさらなる二酸型の化合物は、短い脂肪族の非毒性ジオールおよび二酸でできた、下記式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラートである。
【００１４】
これらの分子は、生物的(酵素的)および非生物的な加水分解によって容易に切断できる、二つのエステル基を本来含有している。本発明のPEA重合体組成物は、既知のPEA重合体と比べて基本鎖単位中のエステル基の数が増えており、このエステル基は、アルキレン鎖を有する脂肪族二酸で構成された重合体よりも迅速な生分解性を与える。さらに、本発明のPEA重合体組成物は、さらなる鎖柔軟性を重合体に導入するために、第二のC-保護L-リジンに基づく単量体を任意で含有してもよい。
【００１５】
したがって一つの態様において、本発明は、生分解性重合体組成物を提供し、生分解性重合体組成物は、
一般構造式(I)により表される化学式を有するPEA重合体であって、
式中、nが約5〜約150の範囲であり; R1が、下記式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラート、あるいは(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレンとの組み合わせでα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)-(C1〜C8)アルカン、3,3'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸もしくは4,4'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、または治療用二酸の飽和もしくは不飽和残基の残基から独立して選択され; かつここで式(III)中のR5およびR6が、(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され; 個々のn単位中のR3が、水素、(C1〜C6)アルキル、(C2〜C6)アルケニル、(C2〜C6)アルキニル、(C6〜C10)アリール(C1〜C6)アルキル、および-(CH2)2SCH3からなる群より独立して選択され; かつR4が、(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレン、(C2〜C8)アルキルオキシ (C2〜C20)アルキレン、構造式(II)の1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールの二環式断片(bicyclic-fragment)、飽和または不飽和の治療用ジオール残基、およびその組み合わせからなる群より独立して選択される、PEA重合体
；
または構造式(IV)により表される化学式を有するPEA重合体であって、
式中、nが約5〜約150の範囲であり、mが約0.1〜0.9の範囲であり; pが約0.9〜0.1の範囲であり; R1が、構造式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラート、あるいは(C2〜C20)アルキレンおよび(C2〜C20)アルケニレンとの組み合わせでα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)-(C1〜C8)アルカン、3,3'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、4'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、または治療用二酸の飽和もしくは不飽和残基の残基から独立して選択され; かつ
ここで式(III)中のR5およびR6が、(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され; 各R2が独立して、水素、(C1〜C12)アルキル、(C6〜C10)アリールまたは保護基であり; 個々のm単量体中のR3が、水素、(C1〜C6)アルキル、(C2〜C6)アルケニル、(C2〜C6)アルキニル、(C6〜C10)アリール(C1〜C6)アルキル、および-(CH2)2SCH3からなる群より独立して選択され; かつR4が、(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレン、(C2〜C8)アルキルオキシ、(C2〜C20)アルキレン、構造式(II)の1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールの二環式断片、飽和または不飽和の治療用ジオール残基およびその組み合わせからなる群より独立して選択され; R7が独立して(C2〜C20)アルキルまたは(C2〜C20)アルケニルである、PEA重合体
を含む。
【００１６】
別の態様において、本発明は、本発明のPEA重合体を含む外科装置を提供する。
【００１７】
別の態様において、本発明は、構造式(III)により表される化学式を有するアルキレン-ジカルボキシラートを調製するための方法であって、式中R5およびR6が(C2〜C12)アルキレン、(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され、R5が環状の脂肪族五員、六員または七員の無水物に含まれ、かつ式中R6がジオールに含まれるものであり、適当な溶媒および触媒の存在下において前記無水物と前記ジオールを相互作用させる段階による方法を提供する。
【００１８】
別の態様において、本発明は、R5が(CH2)2、(CH2)3、またはCH=CHから選択され; かつR6が(CH2)3、(CH2)4、(CH2)6または(CH2)8から選択される、構造式(III)により表される化学構造を有する化合物を提供する。
【００１９】
発明の詳細な説明
本発明は、非脂肪族二酸含有のPEA重合体と比べて加水分解速度の顕著な改善を伴う、新たな脂肪族二酸含有のPEA重合体組成物の発見に基づく。本発明のPEA重合体の作出に使用する脂肪族二酸は、二つのエステル基を本来含有しているので、この重合体は生物的(酵素的)および非生物的な加水分解によって容易に切断することができる。本発明のPEA重合体組成物は、既知のPEA重合体と比べて基本鎖単位中のエステル基の数が増えており、このエステル基は、アルキレン鎖を有する脂肪族二酸で構成された重合体よりも迅速な生分解性を与える。さらに、本発明のPEA重合体組成物は、さらなる鎖柔軟性を重合体に導入するために、C-保護L-リジンに基づく単量体のような、第二の単量体を任意で含有してもよい。
【００２０】
したがって一つの態様において、本発明は、生分解性重合体組成物を提供し、生分解性重合体組成物は、
一般構造式(I)により表される化学式を有するPEA重合体であって、
式中、nが約5〜約150の範囲であり; R1が、下記式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラート、あるいは(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレンとの組み合わせでα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)-(C1〜C8)アルカン、3,3'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸もしくは4,4'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、または治療用二酸の飽和もしくは不飽和残基の残基から独立して選択され; かつここで式(III)中のR5およびR6が、(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され; 個々のn単位中のR3が、水素、(C1〜C6)アルキル、(C2〜C6)アルケニル、(C2〜C6)アルキニル、(C6〜C10)アリール(C1〜C6)アルキル、および-(CH2)2SCH3からなる群より独立して選択され; かつR4が、(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレン、(C2〜C8)アルキルオキシ、(C2〜C20)アルキレン、構造式(II)の1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールの二環式断片、飽和または不飽和の治療用ジオール残基、およびその組み合わせからなる群より独立して選択される、PEA重合体
；
または構造式(IV)により表される化学式を有するPEA重合体であって、
式中、nが約5〜約150の範囲であり、mが約0.1〜0.9の範囲であり; pが約0.9〜0.1の範囲であり; R1が、構造式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラート、あるいは(C2〜C20)アルキレンおよび(C2〜C20)アルケニレンとの組み合わせでα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)-(C1〜C8)アルカン、3,3'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、4'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、または治療用二酸の飽和もしくは不飽和残基の残基から独立して選択され;
ここで式(III)中のR5およびR6が、(C2〜C12)アルキレン、(C2〜C12)アルケニレン、およびその組み合わせから独立して選択され; 各R2が独立して、水素、(C1〜C12)アルキル、(C6〜C10)アリールまたは保護基であり; 個々のm単量体中のR3が、水素、(C1〜C6)アルキル、(C2〜C6)アルケニル、(C2〜C6)アルキニル、(C6〜C10)アリール(C1〜C6)アルキル、および-(CH2)2SCH3からなる群より独立して選択され; かつR4が(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレン、(C2〜C8)アルキルオキシ(C2〜C20)アルキレン、構造式(II)の1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールの二環式断片、飽和または不飽和の治療用ジオール残基およびその組み合わせからなる群より独立して選択され; かつR7が独立して(C2〜C20)アルキルまたは(C2〜C20)アルケニルである、PEA重合体、
の少なくとも一つまたはブレンドを含む。好ましくは、R7が、(C3〜C6)アルキルまたは(C3〜C6)アルケニル; 最も好ましくは-(CH2)4-である。
【００２１】
構造式(I)のPEAにおいて、R1が式(III)に等しいなら、PEAは構造式(V)により表される化学構造を有すると考えられる。
【００２２】
本発明の重合体で用いる典型的な保護基は、t-ブチルまたは当技術分野において公知の他のものである。1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールの二環式断片は、D-グルシトール、D-マンニトールまたはL-イジトール、例えばイソソルビド(1,4:3,6-ジアンヒドロソルビトール)のような、「糖アルコール」から誘導することができる。
【００２３】
本発明の実践において有用なα,ω-アルキレン二酸のクラスの化学式は、R5およびR6が(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択されうる構造式(III)により表される。一つの態様において、R5はC2〜C4アルキレンまたはC2〜C4アルケニレンから選択することができ、R6は(C2〜C8)アルキレンから選択することができる。
【００２４】
本発明の実践で用いるのに適した式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラートの二酸の公知例は、1,4-ヒドロキシブチルジスクシナート(ここではR5 = (CH2)2、R6 = (CH2)4)、1,3-ヒドロキシプロピルジマロナート(ここではR5 = (CH=CH)、R6 = (CH2)3）、および1,6-ヒドロキシヘキシルジグルタラート(ここではR5 = (CH2)3、R6 = (CH2)6)を含む。
【００２５】
構造式(IまたはV)の本発明のPEA重合体におけるn単量体は同じであってよく、この場合、重合体は本明細書において「ホモ重合体」と呼ばれる。あるいは、構成要素(すなわち、ジオール、二酸およびα-アミノ酸)の異なる組み合わせを用いて作られる、構造(I)の本発明のPEA重合体におけるn単量体は異なってもよく、この場合、重合体は本明細書において「共重合体」と呼ばれる。L-リジンに基づく単量体pを含む、構造(IV)の本発明のPEA重合体におけるm単量体は、同じであってもまたは異なってもよい。
【００２６】
本明細書において用いられる場合、「二酸の残基」という用語は、二酸の二つのカルボキシル基を除いた、本明細書において記述の、ジカルボン酸の部分を意味する。本明細書において用いられる場合、「ジオールの残基」という用語は、ジオールの二つのヒドロキシル基を除いた、本明細書において記述の、ジオールの部分を意味する。その「残基」を含有する対応の二酸またはジオールを、共重合体組成物の合成において使用する。二酸またはジオールの残基は、本明細書において、例えば実施例において記述の通りである、組成物に使用されるα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)アルカン含有重合体の特性に依る、制御された様式での生分解による重合体組成物からの放出によって、インビボで(またはpH、水性媒体などの類似の条件下で)対応するジオールまたは二酸に再構成される。
【００２７】
本明細書において用いられる場合、「α-アミノ酸含有の」および「α-アミノ酸」という用語は、アミノ基、カルボキシル基および本明細書において定義のR3基を含有する化合物を意味する。本明細書において用いられる場合、「生物学的α-アミノ酸含有の」および「生物学的α-アミノ酸」という用語は、合成に使用されるα-アミノ酸が、フェニルアラニン、ロイシン、グリシン、アラニン、バリン、イソロイシン、メチオニン、またはその混合物であることを意味する。
【００２８】
本明細書において用いられる「生物活性剤」という用語は、重合体主鎖に組み込まれているのではなく、アルキレン二酸含有のPEA重合体内に分散されている本明細書において開示の生物活性剤を意味する。一つまたは複数のそのような生物活性剤が、本発明の重合体組成物に任意で含まれてもよい。本明細書において用いられる場合、生物活性剤を指すよう用いられる「分散(された)」という用語は、生物活性剤が本発明の重合体組成物の中に分散され、混合され、溶解され、ホモジナイズされ、かつ/または共有結合されている(「分散されている」)、例えば、組成物のPEA重合体中の官能基に、または本発明のPEA重合体組成物を用いて作出された重合体粒子もしくは医療装置の表面に、付着されていることを意味する。
【００２９】
単量体における飽和または不飽和アルキルジオールの残基の使用は、得られる重合体の伸長特性をもたらす。第二の、L-リジンに基づく単量体を、本発明の重合体の中に任意で含有させて、重合体の熱機械的特性をさらに制御するよう選択できるさらなるジオール残基を導入してもよい。
【００３０】
不飽和基を含有する生分解性重合体は、さまざまな用途に対する可能性がある。例えば、不飽和基を、さらなる修飾に有用な、エポキシまたはアルコールなどの他の官能基に変換することができる。それらの架橋結合は、重合体の熱的および機械的特性を増強する可能性がある。
【００３１】
本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体は、疎水性、重合体を押し出すのに十分な剛性を与えるための比較的高いガラス転移温度(Tg)、および脆弱性を阻止するのに十分な伸長特性の組み合わせを示す。ある種の態様において、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物における個々の単量体単位は、本明細書において開示の、複数の異なるα-アミノ酸の一つに基づき、生分解の間にそれをもたらすよう分解しうる。
【００３２】
他のPEA重合体のように、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物は、組成物の重合体の中に分散されている少なくとも一つの生物活性剤をインビボで送達するために使用することができる。本発明のPEA重合体組成物は、長時間にわたり制御された様式で重合体から少なくとも一つの生物活性剤を放出するように、酵素作用によってインビボで生分解する。したがって、本発明は、疎水性、比較的高いガラス転移温度(Tg < 37℃)、および伸長特性または柔軟特性の組み合わせを必要とする、ある種の用途に適した新たなPEA重合体を提供する。さらに、理論的には、本発明のPEA重合体中のビス(α-アミノ酸)-ジオール-ジエステル共単量体は、各ビス(α-アミノ酸)構成要素中に、本明細書において開示されている複数のアミノ酸のうちの異なる一つを各々含有しうるので、本発明のPEA重合体組成物は、そのようなα-アミノ酸のうちの異なる一つまたは複数を生ずるように分解しうる。
【００３３】
本発明のPEA重合体組成物を記述するよう本明細書において用いられる「生分解性かつ生体適合性」という用語は、重合体が身体の正常機能において無害の生成物に分解されうることを意味する。これは、PEA重合体の製作に使用されるアミノ酸が生物学的L-α-アミノ酸である場合、特にあてはまる。これらのPEA重合体組成物は、エステラーゼにより加水分解可能なエステル基、および生分解性をもたらす酵素的に切断可能なアミド結合を含み、典型的には、主にアミノ基により、鎖終結されている。任意で、重合体のアミノ末端をアセチル化するか、またはさもなくばその他任意の酸を含有する生体適合性分子への結合により別の方法でキャップし、限定するものではないが、有機酸、生体不活性な生物製剤、および本明細書において記述の生物活性剤を含めてもよい。一つの態様において、重合体組成物の全体、およびそれから作られた任意の粒子、または医療装置は、実質的に生分解性である。
【００３４】
一つの代替態様において、少なくとも一つのn単量体中のR3はCH2Phであり、合成に使用されるα-アミノ酸はL-フェニルアラニンである。単量体内のR3が-CH2-CH(CH3)2である代替態様において、重合体はα-アミノ酸、ロイシンを含有する。R3を変えることで、他のα-アミノ酸、例えば、グリシン(R3が-Hである場合)、アラニン(R3が-CH3である場合)、バリン(R3が-CH(CH3)2である場合)、イソロイシン(R3が-CH(CH3)-CH2-CH3である場合)、フェニルアラニン(R3が-CH2-C6H5である場合); リジン(R3が-(CH2)4-NH2である場合); またはメチオニン(R3が-(CH2)2S(CH3)2である場合)を用いることもできる。
【００３５】
重合体が式IまたはIVのPEA、PEURまたはPEUであるさらなる態様において、R3の少なくとも一つはさらに、R3が環化して、構造式(XIV)により表される化学構造を形成する-(CH2)3-でありうる。
R3が-(CH2)3-である場合、ピロリジン-2-カルボン酸(プロリン)に類似のα-イミノ酸を用いる。
【００３６】
「アリール」という用語は、フェニル基または少なくとも一つの環が芳香族である、約9〜10個の環原子を有するオルト縮合二環式炭素環基を示すよう本明細書における構造式に関連して用いられる。ある種の態様において、環原子の一つまたは複数を、ニトロ、シアノ、ハロ、トリフルオロメチル、またはトリフルオロメトキシの一つまたは複数で置換することができる。アリールの例としては、フェニル、ナフチル、およびニトロフェニルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３７】
「アルケニレン」という用語は、主鎖中または側鎖中に少なくとも一つの不飽和結合を含有する二価の分枝または非分枝炭化水素鎖を意味するよう本明細書における構造式に関連して用いられる。
【００３８】
さらに、本発明の実践で用いるのに適したアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物は、生物活性剤の重合体への共有結合の選択を可能にする官能性を持つ。例えば、遊離カルボキシル基を持つ重合体は、アミノ部分と容易に反応し、その結果、得られるアミド基を介して重合体にペプチドを共有結合させることができる。本明細書において記述されるように、生分解性重合体および生物活性剤は、生物活性剤を生分解性重合体に共有結合させるのに使用できる多数の相補的な官能基を含有することができる。
【００３９】
本発明の実践で用いるのに企図されるものに関連するPEA重合体および合成方法のさらなる例としては、米国特許第5,516,881号; 同第5,610,241号; 同第6,476,204号; および同第6,503,538号に、ならびに米国特許出願第10/096,435号; 同第10/101,408号; 同第10/143,572号; 同第10/194,965号および同第10/362,848号に記載のものが挙げられる。
【００４０】
ある種の態様において、本明細書において記述の、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物から作出されるかまたはそれを含有する、粒子または医療装置は、インプラントまたは使用の部位での処置過程において、被験体の内因性過程が粒子または重合体分子を組成物からゆっくり放出可能とするのに十分な時間にわたって、重合体およびその中に分散されている任意の生物活性剤をその部位に保持することにより、積極的な役割を果たす。その一方で、被験体の内因性過程は、重合体の中に分散されている生物活性剤を放出するように重合体を生分解する。壊れやすい任意の生物活性剤を、さらにゆっくり生分解する重合体によって保護して、使用の部位、例えばインプラントでの生物活性剤の半減期および持続性を局所的に増大させる。
【００４１】
生物活性剤を有する重合体の取り込みは安全である。諸研究から、被験体が重合体分解産物を代謝/除去できることが明らかにされている。本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物は、それゆえ、移植それ自体により引き起こされる任意の外傷は別として、インプラントの部位でも全身的にでも共に被験体にとって実質的に非炎症性である。
【００４２】
一般式でα-アミノ酸を含有するPEA重合体を作出する方法は、当技術分野において周知である。例えば、式(I)の重合体の態様の場合、α-アミノ酸は、例えば、α-アミノ酸を本明細書において記述のジオールと縮合することで、ビス(α-アミノ酸)-ジオール-ジエステル単量体に変換することができる。結果として、エステル結合が形成される。その後、ビス(α-アミノ酸)-ジオール-ジエステルを、セバシン酸またはα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)アルカン二酸のような二酸との重縮合反応に入れて、エステル結合およびアミド結合を両方有する最終の重合体を得る。あるいは、二酸の代わりに、活性化された二酸誘導体、例えば、ジ-(p-ニトロフェニル)エステルを化学構造(I)の重合体に使用してもよい。
【００４３】
より詳しくは、前述の構造(I)または(IV)の生分解性重合体として有用な不飽和ポリ(エステル-アミド) (UPEA)の合成を記述し、ここでは例えば、
かつ/または(b) R3は-CH2-CH=CH-CH2-である。(a)が存在しかつ(b)が存在しない場合、R3は-C4H8-または-C6H12-でありうる。(a)が存在せずかつ(b)が存在する場合、R1は-C4H8-または-C8H16-でありうる。
【００４４】
UPEAは、(1) ジオール残基の中に少なくとも一つの二重結合を含む、ビス(α-アミノ酸)ジエステルのジ-p-トルエンスルホン酸塩、構造式(III)のジオールを含む、ビス(α-アミノ酸)-アルキレン-ジエステルのジ-p-トルエンスルホン酸塩、および飽和ジカルボン酸のジ-(p-ニトロフェニル)エステル、または(2) ジオール残基の中に二重結合を含まない、二つのビス(α-アミノ酸)アルキレン-ジエステルのジ-p-トルエンスルホン酸塩、および不飽和ジカルボン酸のジ-(p-ニトロフェニル)エステル、または(3) 重合体の一般構造式におけるジオール残基、構造式(III)を有する他のジオール残基のうちの一つの中に少なくとも一つの二重結合を含む、二つのビス(α-アミノ酸)-ジオール-ジエステルのジ-p-トルエンスルホン酸塩、および不飽和ジカルボン酸のジ-ニトロフェニルエステル、のいずれかの溶液重縮合により調製することができる。
【００４５】
p-トルエンスルホン酸の塩は、アミノ酸残基を含有する重合体の合成での使用で知られている。ビス(α-アミノ酸)-アルキレン-ジエステルのアリールスルホン酸塩は再結晶を通じて容易に精製され、かつ後処理の間ずっと、アミノ基を安定なアンモニウムトシラートとするため、アリールスルホン酸塩が遊離塩基の代わりに使用される。重縮合反応において、求核性アミノ基は、トリエチルアミンのような有機塩基の添加を通じて容易に暴露されるため、重合体生成物が高収率で得られる。
【００４６】
構造(I、IVまたはV)の不飽和重合体の場合、不飽和ジカルボン酸のジ-(p-ニトロフェニル)エステルは、p-ニトロフェノールおよび不飽和ジカルボン酸塩化物から、例えば、トリエチルアミンおよびp-ニトロフェノールをアセトンに溶解し、-78℃で撹拌しながら不飽和ジカルボン酸塩化物を滴下し、水の中に注ぎ入れて生成物を沈殿させることにより、合成することができる。適当な酸塩化物は、フマル酸、マレイン酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸、イタコン酸、エテニル-ブタン二酸および2-プロペニル-ブタン二酸の塩化物を含む。
【００４７】
本発明の組成物への導入のため、治療用ジオール単量体のビス(α-アミノ酸)ジエステル、または治療用二酸単量体のビス(カルボナート)を調製するのに使用できる適当な治療用ジオール化合物は、17-β-エストラジオールなどの、天然に存在する治療用ジオール、再狭窄および腫瘍増殖の抑制に有用な、天然および内因性ホルモンを含む(Yang, N.N., et al. Identification of an estrogen response element activated by metabolites of 17-β-estradiol and raloxifene. Science (1996) 273, 1222-1225; Parangi, S., et al., Inhibition of angiogenesis and breast cancer in mice by the microtubule inhibitors 2-methoxyestradiol and taxol, Cancer Res. (1997) 57, 81-86; およびFotsis, T., et al., The endogenous oestrogen metabolite 2-methoxyoestradiol inhibits angiogenesis and suppresses tumor growth. Nature (1994) 368, 237-239)。そのような内因的に存在する治療用ジオール分子の安全性プロファイルは、シロリムスのような、類似の有用性を有する合成分子および/または非内因性分子のものよりも優れていると考えられる。
【００４８】
PEA重合体の主鎖への治療用ジオールの組み込みは、例えば、混合ヒドロキシル（すなわち第二級およびフェノール性である）を含有する活性なステロイドホルモン17-β-エストラジオールを用いて達成することができる。PEA重合体を用いて粒子を製作し、この粒子を患者に、例えば、経皮経管冠動脈形成術(PTCA)後に移植する場合、インビボにおいて粒子から放出された17-β-エストラジオールは、患者での移植後の再狭窄を阻止する助けとなりうる。しかしながら、17-β-エストラジオールは、本発明によってPEA重合体の主鎖に組み込める、治療的特性を有するジオールの一例にすぎない。一つの局面において、第一級、第二級またはフェノール性ヒドロキシルを含有する任意の生物活性ステロイド-ジオールを、この目的に使用することができる。本発明で用いる生物活性ステロイドジオールから作出できる多くのステロイドエステルが、欧州特許出願第EP 0127 829 A2号に開示されている。
【００４９】
本発明の組成物において使用されるPEA重合体の汎用性のため、重合体主鎖に組み込まれる治療用ジオールまたは二酸の量は、重合体の構成要素の比率を変えることによって制御することができる。例えば、PEAの組成に応じて、17-β-エストラジオールの40% w/wまでの負荷を達成することができる。17-β-エストラジオールのさまざまな負荷比を有する二つの異なる規則的直鎖PEAを、以下のスキーム1に例示する。
同様に、重合体への治療用ジオールの負荷も、重合体の二つまたはそれ以上の構成要素の量を変えることで変化させることができる。
【００５０】
さらに、4-アンドロステン-3,17ジオール(4-アンドロステンジオール)、5-アンドロステン-3,17ジオール(5-アンドロステンジオール)、19-ノル5-アンドロステン-3,17ジオール(19-ノルアンドロステンジオール)のような、テストステロンまたはコレステロールに基づく合成ステロイド性ジオールは、本発明によるPEA重合体の主鎖に組み込むのに適している。さらに、本発明の重合体組成物の調製で用いるのに適した治療用ジオール化合物は、例えば、アミカシン; アムホテリシンB; アピサイクリン; アプラマイシン; アルベカシン; アジダムフェニコール; バンベルマイシン; ブチロシン; カルボマイシン; セフピラミド; クロラムフェニコール; クロルテトラサイクリン; クリンダマイシン; クロモサイクリン; デメクロサイクリン; ジアチモスルホン; ジベカシン、ジヒドロストレプトマイシン; ジリスロマイシン; ドキシサイクリン; エリスロマイシン; フォーチミシン; ゲンタマイシン; グルコスルホン ソラスルホン; グアメサイクリン; イセパマイシン; ジョサマイシン; カナマイシン; ロイコマイシン; リンコマイシン; ルセンソマイシン; リメサイクリン; メクロサイクリン; メタサイクリン; ミクロノマイシン; ミデカマイシン; ミノサイクリン; ムピロシン; ナタマイシン; ネオマイシン; ネチルマイシン; オレアンドマイシン; オキシテトラサイクリン; パロマイシン; ピパサイクリン; ポドフィリン酸2-エチルヒドラジン; プリマイシン; リボスタマイシン; リファミド; リファンピン; ラファマイシン(rafamycin)SV; リファペンチン; リファキシミン; リストセチン; ロキタマイシン; ロリテトラサイクリン; ラサラマイシン(rasaramycin); ロキシスロマイシン; サンサイクリン; シソマイシン; スペクチノマイシン; スピラマイシン; ストレプトマイシン; テイコプラニン; テトラサイクリン; チアンフェニコール; チオストレプトン(theiostrepton); トブラマイシン; トロスペクトマイシン; ツベラクチノマイシン; バンコマイシン; カンジシジン; クロルフェネシン; デルモスタチン(dermostatin); フィリピン; フンギクロミン(fungichromin); カナマイシン; ロイコマイシン; リンコマイシン; ルブセンソマイシン(lvcensomycin); リメサイクリン; メクロサイクリン; メタサイクリン; ミクロノマイシン; ミデカマイシン; ミノサイクリン; ムピロシン; ナタマイシン; ネオマイシン; ネチルマイシン; オレアンドマイシン; オキシテトラサイクリン; パラモマイシン; ピパサイクリン; ポドフィリン酸2-エチルヒドラジン; プリイシン(priycin); リボスタマイシン; リファミド; リファンピン; リファマイシンSV; リファペンチン; リファキシミン; リストセチン; ロキタマイシン; ロリテトラサイクリン; ロサラマイシン; ロキシスロマイシン; サンサイクリン; シソマイシン; スペクチノマイシン; スピラマイシン; ストレプトン; トブラマイシン(otbramycin); トロスペクトマイシン; ツベラクチノマイシン; バンコマイシン; カンジシジン; クロルフェネシン; デルモスタチン; フィリピン; フンギクロミン; メパルトリシン(meparticin); マイスタチン; オリゴマイシン; エリマイシン(erimycin)A; ツベルシジン; 6-アザウリジン; アクラシノマイシン; アンシタビン; アントラマイシン; アザシタジン; ブレオマイシン カルビシン; カルジノフィリンA; クロロゾトシン; クロモマイシン(chromomcin); ドキシフルリジン; エノシタビン; エピルビシン; ゲムシタビン; マンノムスチン; メノガリル; アトルバシ(atorvasi) プラバスタチン; クラリスロマイシン; ロイプロリン(leuproline); パクリタキセル; ミトブロニトール; ミトラクトール; モピダモール; ノガラマイシン; オリボマイシン; ペプロマイシン; ピラルビシン; プレドニムスチン; プロマイシン; ラニムスチン; ツベルシジン; ビネシン(vinesine); ゾルビシン; クメタロール; ジクマロール; エチルビスクマセタート; エチリジン(ethylidine)ジクマロール; イロプロスト; タプロステン; チオクロマロール; アミプリロース; ロムルチド; シロリムス(ラパマイシン); タクロリムス; サリチルアルコール; ブロモサリゲニン(bromosaligenin); ジタゾール; フェプラジノール; ゲンチシン酸; グルカメタシン; オルサラジン; S-アデノシルメチオニン; アジスロマイシン; サルメテロール; ブデソニド; アルブテアル(albuteal); インジナビル; フルバスタチン; ストレプトゾシン; ドキソルビシン; ダウノルビシン; プリカマイシン; イダルビシン; ペントスタチン; ミトキサントロン(metoxantrone); シタラビン; リン酸フルダラビン; フロクスウリジン; クラドリイン(cladriine); カペシタビン(capecitabien); ドセタキセル; エトポシド; トポテカン; ビンブラスチン; テニポシドなどを含む。治療用ジオールは、飽和または不飽和ジオールのいずれかであるように選択することができる。
【００５１】
本発明のPEA重合体組成物におけるアミド結合を調製するのに使用できる、適当な治療用天然および合成二酸は、例えば、バンベルマイシン; ベナゼプリル; カルベニシリン; カルジノフィリンA; セフィキシム; セフィニノクス(cefininox)セフピミゾール; セフォジジム; セフォニシド; セフォラニド; セフォテタン; セフタジジム; セフチブテン; セファロスポリンC; シラスタチン; デノプテリン; エダトレキサート; エナラプリル; リシノプリル; メトトレキセート; モキサラクタム; ニフェジピン; オサラジン; ペニシリンN; ラミプリル; キナシリン(quinacillin); キナプリル; テモシリン; チカルシリン; Tomudex(登録商標) (N-[[5-[[(1,4-ジヒドロ-2-メチル-4-オキソ-6-キナゾリニル)メチル]メチルアミノ]-2-チエニル]カルボニル]-L-グルタミン酸)などを含む。天然に存在する治療用二酸の安全性プロファイルは、治療用合成二酸のものを上回ると考えられる。治療用二酸は飽和または不飽和二酸のいずれであってもよい。
【００５２】
腫瘍阻害剤、細胞毒性代謝拮抗剤、抗生物質などとしての上記の治療用ジオールおよび二酸の化学的特性および治療的特性は当技術分野において周知であり、その詳細な説明は、例えば、The Merck Indexの第13版(Whitehouse Station, N.J., USA)に見出すことができる。
【００５３】
飽和および不飽和ジオールのビス(α-アミノ酸)-ジエステルのジアリールスルホン酸塩は、トルエン中でα-アミノ酸、アリールスルホン酸(例えば、p-トルエンスルホン酸一水和物)および飽和または不飽和ジオールを混合し、水の発生が最小になるまで還流温度に加熱し、その後冷却することにより調製することができる。不飽和ジオールは、例えば、2-ブテン-1,4-ジオールおよび1,18-オクタデカ-9-エン-ジオールを含む。
【００５４】
ジカルボン酸の飽和ジ-(p-ニトロフェニル)エステルおよびビス(α-アミノ酸)-アルキレン-ジエステルの飽和ジ-p-トルエンスルホン酸塩は、米国特許第6,503,538 B1号に記述されているように調製することができる。
【００５５】
本発明における、本発明のビス(α-アミノ酸)-アルキレン-ジエステル含有の重合体組成物は、前述の成分の重縮合により作出されるポリ(エステルアミド) (PEA)であるが、この成分は、ビス(α-アミノ酸)-1,4:3,6-ジアンヒドロソルビトールジエステルのジ-p-トルエンスルホン酸塩; ビス(α-アミノ酸)-脂肪族α,ω-ジオールジエステルのジ-p-トルエンスルホン酸塩、およびアルキレンジカルボン酸のジ-(p-ニトロフェニル)エステルを含むことができる。p-ニトロフェニルエステルは、反応方程式の右側に進めるよう縮合反応を促進できる非常に良好な離脱基であり、その結果、重合体生成物が高収率で得られるので、ジカルボン酸のジ-(p-ニトロフェニル)エステルが使用される。さらに、ジ-(p-ニトロフェニル)エステルは後処理の間中安定であり、開放的な雰囲気の中で取り扱われ乾燥されうる。
【００５６】
不飽和ジオールのビス(α-アミノ酸)ジオール-ジエステルのジアリールスルホン酸塩は、トルエン中でα-アミノ酸、p-アリールスルホン酸(例えば、p-トルエンスルホン酸一水和物)および飽和または不飽和ジオールを混合し、水の発生が最小になるまで還流温度に加熱し、その後冷却することにより、調製することができる。不飽和ジオールは、例えば、2-ブテン-1,4-ジオールおよび1,18-オクタデカ-9-エン-ジオールを含む。
【００５７】
米国特許第6,503,538号中の、構造式(III)を有するジアミン単量体の実施例は、米国特許第6,503,538号の実施例1での(III)の代わりにビス(L-フェニルアラニン)-2-ブテン-1,4-ジエステルのp-トルエンスルホン酸塩を使うことにより、または米国特許第6,503,538号の実施例1での(V)の代わりにフマル酸ビス(p-ニトロフェニル)を使うことにより、または米国特許第6,503,538号の実施例1でのIIIの代わりにビス(L-フェニルアラニン)-2-ブテン-1,4-ジエステルのp-トルエンスルホン酸塩を使うことにより、および同様に米国特許第6,503,538号の実施例1での(V)の代わりにフマル酸ビス(p-ニトロフェニル)を使うことにより、提供される。
【００５８】
不飽和PEAでは、以下があてはまる: アミノキシル基、例えば、4-アミノTEMPOを、縮合剤としてカルボニルジイミダゾール、または適当なカルボジイミドにより付着させることができる。任意で、本明細書において記述の生物活性剤を、二重結合官能基、好ましくは重合体主鎖中の生物活性剤の残基に存在しないものを介して付着させてもよい。必要に応じて、ポリ(エチレングリコール)ジアクリラートへの結合により、親水性を与えることができる。
【００５９】
関連するPEA重合体の合成の記述および方法は、米国特許第5,516,881号; 同第6,476,204号; 同第6,503,538号に; および米国特許出願第10/096,435号; 同第10/101,40号 Shirahama H, et al, J. Appl. Polym. Sci. (2001). 80: 340-347; 同第10/143,572号; 同第10/194,965号; 同第10/362,848号、同第10/346,848号、同第10/788,747号におよび仮出願第60/576,239号に記載されており、これらの各々の内容全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００６０】
本明細書において記述するアルキレン二酸含有のPEA重合体は、15,000〜600,000ダルトンに及ぶ重量平均分子量を有し; これらの重合体および共重合体は、典型的には、0.3〜2.0に及ぶ、好ましくは0.4〜1.7に及ぶ、標準的な粘度測定法により測定される25℃での固有粘度を有する。
【００６１】
本明細書における分子量および多分散性は、ポリスチレン標準物質を用いてゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される。より詳しくは、数および重量平均分子量(MnおよびMw)は例えば、高圧液体クロマトグラフィーポンプ、Waters 486 UV検出器およびWaters 2410示差屈折率検出器を備えたModel 510ゲル浸透クロマトグラフィー(Water Associates, Inc., Milford, MA)を用いて測定される。0.1% LiClのN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)溶液を溶離液(1.0 mL/分)として使用する。狭い分子量分布を有するポリスチレン(PS)標準物質をGPC曲線の較正に使用した。
【００６２】
本明細書において記述するアルキレン二酸含有のPEA重合体は、二つのビス(α-アミノ酸)-アルキレン-ジエステル含有の単位および任意のL-リジンに基づく単量体の、さまざまな分子量およびさまざまな相対的比率で製作することができる。特定の用途に適した分子量は、本明細書において含まれる指針および開示される熱機械的特性に基づき、当業者によって容易に判定される。すなわち、例えば、適当な分子量は、おおよそ約15,000〜約500,000ダルトン、例えば約15,000〜約300,000ダルトン、または約15,000〜約200,000ダルトンと考えられる。
【００６３】
本発明の組成物、生分解性の医療装置および使用法において有用なPEA重合体は、酵素作用によりその表面で生分解する。それゆえ、この重合体、例えばその粒子は長期にわたって特定かつ一定の、制御された放出速度で、重合体の中に分散されている生物活性剤のインビボでの放出を促進する。あるいは、PEA重合体は有害な副生物の生成なしに酵素を介してインビボで分解するので、分解によって生物学的なα-アミノ酸を生成するものなどの本発明の組成物および医療装置中の重合体は、実質的に非炎症性である。
【００６４】
前述の構造(I)の生分解性重合体として有用な不飽和ポリ(エステル-アミド) (UPEA)の合成を、次に記述する。構造(II)を有する化合物は、米国特許第6,503,538号の(III)のR4および/または同第6,503,538号の(V)のR1が前述の(C2〜C20)アルケニレンである以外は、米国特許第6,503,538 B1号の化合物(VII)と類似の様式で作出することができる。同第6,503,538号の(III)の二つのジアミン単量体R4の異なる供給原料比を含有する不飽和共重合体co-UPEAは、前述の(C2〜C20)アルケニレンおよび1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトール残基の組み合わせを有すると考えられる。および/または同第6,508,538号の(V)中のR1は、(C2〜C20)アルケニレンまたは種々の供給原料比を有する脂肪酸残基およびアルケニレンの組み合わせである。反応は、例えば、無水トリエチルアミンを、無水N,N-ジメチルアセトアミド中で同第6,503,538号の(III)および(IV)ならびに同第6,503,538号の(V)の混合物に室温で添加し、その後温度を80℃まで上げて16時間撹拌し、その後反応溶液を室温まで冷却し、エタノールで希釈し、水に注ぎ入れ、重合体を分離し、分離した重合体を水で洗浄し、減圧下で約30℃に乾燥し、その後p-ニトロフェノールおよびp-トルエンスルホン酸についての試験結果が陰性となるまで精製することにより行う。同第6,503,538号の好ましい反応物(IV)はL-リジンベンジルエステルのp-トルエンスルホン酸塩であり、ベンジルエステル保護基は、生分解性を付与するために(I)から好ましくは除去されるが、水素化分解は所望の二重結合を飽和しうるため、米国特許第6,503,538号の実施例22のように水素化分解によって除去すべきではなく、それよりも不飽和を保存しうる方法（例えばフルオロ酢酸またはガス状HFでの処理）により、ベンジルエステル基を酸基に変換すべきである。あるいは、同第6,503,538号のリジン反応物(IV)を、最終生成物において不飽和を保存しながら容易に除去できる、ベンジルとは異なる保護基により保護してもよく、例えば、リジンに基づく反応物をt-ブチルで保護してもよく(例えば、反応物はリジンのt-ブチルエステルであってよく)、t-ブチルを酸を用いた生成物(II)の処理により、不飽和を保存しながら「H」の形態(遊離カルボン酸)に変換してもよい。
【００６５】
構造式(I)または(Vを有する不飽和化合物では、以下があてはまる: アミノ置換アミノキシル(N-オキシド)ラジカル保有基、例えば、4-アミノTEMPOを、縮合剤としてカルボニルジイミダゾール、または適当なカルボジイミドにより付着させることができる。本明細書において記述の生物活性剤などを、任意で二重結合官能基を介して付着させてもよい。ポリ(エチレングリコール)ジアクリラートへの結合により、親水性を与えることができる。
【００６６】
本発明の実践で用いるのに企図される重合体は、当技術分野において周知のさまざまな方法によって合成することができる。例えば、トリブチルスズ(IV)触媒は、ポリ(カプロラクトン)、ポリ(グリコリド)、ポリ(ラクチド)などのようなポリエステルを生成するために一般的に用いられる。しかしながら、本発明の実践で用いるのに適した重合体を生成するために、多種多様な触媒を使用できることが理解される。使用を企図するそのようなポリ(カプロラクトン)は下記の例示的な構造式(VII)を有する。
【００６７】
使用を企図するポリ(グリコリド)は、下記の例示的な構造式(VIII)を有する。
【００６８】
使用を企図するポリ(ラクチド)は、下記の例示的な構造式(IX)を有する。
【００６９】
アミノキシル部分を含む適当なポリ(ラクチド-コ-ε-カプロラクトン)の例示的合成を以下に示す。第一段階は、構造式(X)の重合体を生成するための、触媒としてオクチル酸第一スズを用いたベンジルアルコールの存在下でのラクチドとε-カプロラクトンとの共重合を含む。
【００７０】
その後、ヒドロキシ末端重合体鎖を無水マレイン酸によりキャップして、構造式(XI)を有する重合体鎖を生成することができる。
【００７１】
この時点で、4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシをカルボキシル末端基と反応させて、4-アミノ基とカルボン酸末端基との間の反応により生じるアミド結合を介して、アミノキシル部分を共重合体に共有結合させることができる。あるいは、マレイン酸キャップ共重合体にポリアクリル酸を結び付けて、その後のさらなるアミノキシル基の付着のためのさらなるカルボン酸部分を供与することができる。
【００７２】
三つの構成要素単位の含有量および相対的比率の賢明な選択により、当業者は、生分解性でも生体適合性でもある本発明のビス(α-アミノ酸)-含有のPEA重合体であって、広範囲の熱機械的特性を保有するものを得ることができる。
【００７３】
ある種の態様において、生物活性剤は、多種多様の適当な官能基を介して生分解性重合体に共有結合させることができる。例えば、生分解性重合体がポリエステルである場合、カルボキシル基鎖末端を使用して、ヒドロキシ、アミノ、チオなどのような、生物活性剤の相補的部分と反応させることができる。多種多様の適当な試薬および反応条件が、例えば、March's Advanced Organic Chemistry, Reactions, Mechanisms, and Structure, Fifth Edition, (2001); およびComprehensive Organic Transformations, Second Edition, Larock (1999)に開示されている。
【００７４】
他の態様において、化学結合の形成なしで重合体に「負荷する」ことにより、生物活性剤は重合体の中に分散されてもよく、または生物活性剤は、アミン、ヒドロキシル(アルコール)もしくはチオールなどのような、重合体中の任意の遊離官能基に結合されて直接結合を形成してもよい。そのような結合は、適切に官能化された出発材料から、当技術分野において公知である合成手順を用いて形成することができる。
【００７５】
例えば、本発明の重合体を、重合体のカルボキシル基(例えば、COOH)を介して生物活性剤に結合することができる。具体的には、構造(IおよびII)の化合物を生物活性剤のアミノ官能基または生物活性剤のヒドロキシル官能基と反応させて、それぞれ、アミド結合またはエステル結合を介して付着された生物活性剤を有する、生分解性、生体適合性の重合体を供与することができる。別の態様において、重合体のカルボキシル基を、ハロゲン化アシル、酸無水物/「混合」無水物、または活性エステルに変換することができる。
【００７６】
あるいは、生物活性剤はリンカーを介して重合体に付着されてもよい。実際に、生分解性重合体の表面の疎水性を改善するため、酵素活性化に向けた生分解性重合体の到達性を改善するため、および生分解性重合体の放出プロファイルを改善するため、リンカーを利用して、生物活性剤を生分解性重合体に間接的に付着させてもよい。ある種の態様において、リンカー化合物は、約44〜約10,000、好ましくは44〜2000の分子量(Mw)を有するポリ(エチレングリコール); セリンのような、アミノ酸; 1〜100の反復単位を有するポリペプチド; およびその他任意の適当な低分子量重合体を含む。リンカーは典型的には、生物活性剤を重合体から約5オングストロームから最大約200オングストロームだけ隔てる。
【００７７】
さらなる態様において、リンカーは式W-A-Qの二価の基であり、ここでAは、(C1〜C24)アルキル、(C2〜C24)アルケニル、(C2〜C24)アルキニル、(C2〜C20)アルキルオキシ、(C3〜C8)シクロアルキル、または(C6〜C10)アリールであり、かつWおよびQは各々独立して、-N(R)C(=O)-、-C(=O)N(R)-、-OC(=O)-、-C(=O)O、-O-、-S-、-S(O)、-S(O)2-、-S-S-、-N(R)-、-C(=O)-であり、ここで各Rは独立してHまたは(C1〜C6)アルキルである。
【００７８】
本明細書において用いられる場合、本明細書において記述のリンカーに適用される「アルキル」という用語は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ヘキシルなどを含む、直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。
【００７９】
本明細書において用いられる場合、本明細書において記述のリンカーに適用される「アルケニル」とは、一つまたは複数の炭素-炭素二重結合を有する直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。
【００８０】
本明細書において用いられる場合、本明細書において記述のリンカーに適用される「アルキニル」とは、少なくとも一つの炭素-炭素三重結合を有する直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。
【００８１】
本明細書において用いられる場合、本明細書において記述のリンカーに適用される「アリール」とは、6個から最大14個の範囲の炭素原子を有する芳香族基を指す。
【００８２】
ある種の態様において、リンカーは、約2個から最大約25個のアミノ酸を有するポリペプチドであってもよい。使用を企図する適当なペプチドは、ポリ-L-リジン、ポリ-L-グルタミン酸、ポリ-L-アスパラギン酸、ポリ-L-ヒスチジン、ポリ-L-オルニチン、ポリ-L-トレオニン、ポリ-L-チロシン、ポリ-L-ロイシン、ポリ-L-リジン-L-フェニルアラニン、ポリ-L-アルギニン、ポリ-L-リジン-L-チロシンなどを含む。
【００８３】
リンカーは、重合体にまたは生物活性剤に最初に結合されてもよい。リンカーを介して生物活性剤が間接的に付着されている重合体の合成の間、リンカーは保護されていない形態であっても、または当業者に周知のさまざまな保護基を用いて、保護された形態であってもよい。
【００８４】
保護されたリンカーの場合、リンカーの非保護末端を重合体または生物活性剤に最初に付着させることができる。その後、保護基を飽和重合体の場合にはPd/H2水素化分解、不飽和重合体の場合には弱酸もしくは塩基加水分解、または当技術分野において知られているその他任意の一般的な脱保護法を用いて脱保護することができる。脱保護されたリンカーを、その後生物活性剤に付着させることができる。重合体と生物活性剤との間のリンカーとして、ポリ(エチレングリコール)を利用することもできる。
【００８５】
以下は本発明による重合体組成物の合成(生物活性剤がアミノキシルである)を例証する。ポリエステルを、N,N'-カルボニルジイミダゾールまたは適当なカルボジイミドの存在下で、アミノ置換アミノキシル(N-オキシド)ラジカル保有基、例えば、4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシと反応させて、ポリエステルの鎖末端のカルボキシル基中のヒドロキシル部分をアミノ置換アミノキシル(N-オキシド)ラジカル保有基と置き換えることができ、その結果、アミノ部分が、カルボキシル基のカルボニル残基の炭素に共有結合されてアミド結合を形成する。N,N'-カルボニルジイミダゾールまたは適当なカルボジイミドは、ポリエステルの鎖末端のカルボキシル基中のヒドロキシル部分を、アミノキシル、例えば、4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシと反応しうる中間体活性化部分に変換する。アミノキシル反応物は、典型的には反応物のポリエステルに対するモル比が1:1〜100:1の範囲で使用される。N,N'-カルボニルジイミダゾールのアミノキシルに対するモル比は、好ましくは約1:1である。
【００８６】
典型的な反応は下記の通りである。ポリエステルを反応溶媒に溶解し、溶解に利用した温度で反応は容易に行われる。反応溶媒はポリエステルが溶解するいかなるものであってもよい。ポリエステルがポリグリコール酸またはポリ(グリコリド-L-ラクチド) (グリコール酸のL-乳酸に対する単量体モル比が50:50を上回る)である場合、115℃〜130℃の高精製(純度99.9+%)ジメチルスルホキシドまたは室温のヘキサフルオロイソプロパノールが、ポリエステルを適切に溶解する。ポリエステルがポリ-L-乳酸、ポリ-DL-乳酸またはポリ(グリコリド-L-ラクチド) (グリコール酸のL-乳酸に対する単量体モル比が50:50または50:50を下回る)である場合、室温から50℃までのテトラヒドロフラン、塩化メチレンおよびクロロホルムがポリエステルを適切に溶解する。
【００８７】
反応は典型的には、実質的な完了まで、30分〜5時間で行われる。ポリグリコール酸またはグリコールに富んだ単量体混合物に由来するポリ(グリコリド-L-ラクチド)がポリエステルを構成する場合、2〜3時間の反応時間が好ましい。ポリ-L-乳酸がポリエステルである場合、反応は実質的な完了まで、1時間室温で容易に行われる。反応を完了に向かわせるように、反応は不活性雰囲気の下で乾燥窒素をパージしながら行われることが好ましい。
【００８８】
生成物に対して冷えた非溶媒を添加することにより、反応混合物から生成物を沈殿させることができる。例えば、アミノキシル含有のポリグリコール酸およびグリコール酸に富んだ単量体混合物から形成されたアミノキシル含有のポリ(グリコリド-L-ラクチド)は、冷メタノールまたは冷アセトン/メタノール混合物を添加することにより加熱ジメチルスルホキシドから容易に沈殿し、その後、ろ過により回収する。生成物に対して冷えた非溶媒を添加することで生成物が容易に沈殿しない場合、生成物および溶媒は真空技術の使用により分離することができる。例えば、アミノキシル含有のポリ-L-乳酸は、このように溶媒から分離されるのが好都合である。回収した生成物はさらに、生成物を溶解しない溶媒、例えば、本明細書における修飾ポリグリコール酸、ポリ乳酸、およびポリ(グリコリド-L-ラクチド)生成物の場合には、メタノールにより水および副生成物(例えば、尿素)を洗い流すことで容易に精製される。そのような洗浄から残存する溶媒は、真空乾燥を用いて除去することができる。
【００８９】
任意の生物活性剤が重合体担体との化学結合なしに重合体マトリックス内に分散されてよいが、一つまたは複数の生物活性剤または被覆分子が多種多様の適当な官能基を介して生分解性重合体に共有結合されてよいことも企図される。例えば、遊離カルボキシル基を使用して、ヒドロキシ、アミノまたはチオ基などのような、生物活性剤または被覆分子の相補的部分と反応させることができる。多種多様の適当な試薬および反応条件が、例えば、March's Advanced Organic Chemistry, Reactions, Mechanisms, and Structure, Fifth Edition, (2001); およびComprehensive Organic Transformations, Second Edition, Larock (1999)に開示されている。
【００９０】
他の態様において、一つまたは複数の生物活性剤を、アミド、エステル、エーテル、アミノ、ケトン、チオエーテル、スルフィニル、スルホニル、またはジスルフィド結合を通じて構造(I、IVまたはV)の重合体のいずれかに結合することができる。そのような結合は、適切に官能化された出発材料から、当技術分野において公知である合成手順を用いて形成することができる。
【００９１】
例えば、一つの態様において、重合体を、重合体の遊離カルボキシル基(例えば、COOH)を介して、生物活性剤またはアジュバントに結合することができる。具体的には、構造(I)および(II)の化合物を生物活性剤のアミノ官能基またはヒドロキシル官能基と反応させて、それぞれ、アミド結合またはエステル結合を介して生物活性剤が付着されている生分解性重合体を供与することができる。別の態様において、重合体のカルボキシル基を、ベンジル化するか、またはハロゲン化アシル、酸無水物/「混合」無水物、または活性エステルに変換することができる。他の態様において、重合体分子の遊離-NH2末端をアシル化して、生物活性剤が重合体の遊離末端ではなく、重合体のカルボキシル基を介してのみ付着することを確実にすることができる。
【００９２】
本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物を粒子に製剤化して、さまざまな特性を供与することができる。この粒子は、2005年2月17日付で出願された同時係属中の米国仮出願第60/654,715号; 2005年5月25日付で出願された同第60/684,670号; 2005年11月14日付で出願された同第60/737,401号に十分に記述されている方法を用いて、異なる治療目標および投与経路を満たすのに適した、さまざまなサイズおよび構造を有することができる。
【００９３】
本明細書に記述の、ポリ(エチレングリコール) (PEG); ホスファチジルコリン(PC); ヘパリンを含むグリコサミノグリカン; キトサン、アルギナートおよびポリシアル酸を含む多糖; ポリセリン、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸、ポリリジンおよびポリアルギニンを含むポリ(イオン性または極性アミノ酸)のような、水溶性被覆分子、ならびに抗体、抗原およびリガンドのような、標的化分子は、生成後の本発明の重合体組成物から形成された医療装置または粒子の外側の重合体に結合されて、生物活性剤が占有していない活性部位を遮断することも、または当技術分野において公知であるように特定の身体部位への粒子の送達を標的化することもできる生物活性剤である。一つの粒子上のPEG分子の分子量は、約200〜約200,000の範囲の実質的にいかなる分子量でもよく、その結果、粒子に付着している種々のPEG分子の分子量は変化しうる。
【００９４】
あるいは、生物活性剤または被覆分子は、リンカー分子を介して重合体に付着させてもよい。実際に、生分解性重合体の表面の疎水性を改善するため、酵素活性化に向けた生分解性重合体の到達性を改善するため、および生分解性重合体からの生物活性剤の放出プロファイルを改善するため、リンカーを利用して、生物活性剤を生分解性重合体に間接的に付着させてもよい。ある種の態様において、リンカー化合物は、約44〜約10,000、好ましくは44〜2000の分子量(Mw)を有するポリ(エチレングリコール); セリンのような、アミノ酸; 1〜100の反復数を有するポリペプチド; およびその他任意の適当な低分子量重合体を含む。リンカーは典型的には、生物活性剤を重合体から約5オングストロームから最大約200オングストロームだけ隔てる。
【００９５】
さらなる態様において、リンカーは式W-A-Qの二価の基であり、ここでAは、(C1〜C24)アルキル、(C2〜C24)アルケニル、(C2〜C24)アルキニル、(C2〜C20)アルキルオキシ、(C3〜C8)シクロアルキル、または(C6〜C10)アリールであり、かつWおよびQは各々独立して、-N(R)C(=O)-、-C(=O)N(R)-、-OC(=O)-、-C(=O)O、-O-、-S-、-S(O)、-S(O)2-、-S-S-、-N(R)-、-C(=O)-であり、ここで各Rは独立してHまたは(C1〜C6)アルキルである。
【００９６】
上記のリンカーを記述するために用いられる場合、「アルキル」という用語は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ヘキシルなどを含む、直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。
【００９７】
上記のリンカーを記述するために用いられる場合、「アルケニル」とは、一つまたは複数の炭素-炭素二重結合を有する直鎖または分枝鎖ヒドロカルビル基を指す。
【００９８】
上記のリンカーを記述するために用いられる場合、「アルキニル」とは、少なくとも一つの炭素-炭素三重結合を有する直鎖または分枝鎖ヒドロカルビル基を指す。
【００９９】
上記のリンカーを記述するために用いられる場合、「アリール」とは、6個から最大14個の範囲の炭素原子を有する芳香族基を指す。
【０１００】
ある種の態様において、リンカーは、約2個から最大約25個のアミノ酸を有するポリペプチドであってもよい。使用を企図する適当なペプチドは、ポリ-L-グリシン、ポリ-L-リジン、ポリ-L-グルタミン酸、ポリ-L-アスパラギン酸、ポリ-L-ヒスチジン、ポリ-L-オルニチン、ポリ-L-セリン、ポリ-L-トレオニン、ポリ-L-チロシン、ポリ-L-ロイシン、ポリ-L-リジン-L-フェニルアラニン、ポリ-L-アルギニン、ポリ-L-リジン-L-チロシンなどを含む。
【０１０１】
一つの態様において、生物活性剤は重合体を共有結合的に架橋することができ、すなわち、生物活性剤は複数の重合体分子に結合されて、分子間架橋を形成する。この共有結合的な架橋は、生物活性剤を含んだリンカーを用いるか、または用いることなく行うことができる。
【０１０２】
生物活性剤分子は、同じ重合体分子の二つの部位間の共有結合によって分子内架橋に組み込むこともできる。
【０１０３】
直鎖重合体ポリペプチド結合体は、ポリペプチド主鎖の求核剤の可能性がある部分を保護し、重合体または重合体リンカー構築物に結合される反応性基を一つだけ残すことにより作出される。脱保護は、ペプチドの脱保護について当技術分野において周知の方法(例えば、BocおよびFmoc化学反応)にしたがって行われる。
【０１０４】
本発明の一つの態様において、生物活性剤は、レトロ-インベルソまたは部分的レトロ-インベルソペプチドとして提示されるポリペプチドである。
【０１０５】
他の態様において、生物活性剤をマトリックス中で光架橋可能な種類の重合体と混合してもよく、架橋後、約0.1〜約10 μmの範囲の平均直径を有する粒子を形成するよう、材料を分散(粉砕)する。
【０１０６】
リンカーは、重合体、または生物活性剤、または被覆分子に、最初に結合されてもよい。合成の間、リンカーは保護されていない形態であっても、または当業者に周知のさまざまな保護基を用いて、保護された形態であってもよい。保護されたリンカーの場合、リンカーの非保護末端を、重合体または生物活性剤または被覆分子に最初に付着させることができる。その後、保護基を、飽和重合体主鎖の場合にはPd/H2水素添加、不飽和重合体の場合には弱酸もしくは塩基加水分解、または当技術分野において知られているその他任意の一般的な脱保護法を用いて脱保護することができる。脱保護されたリンカーを、その後生物活性剤もしくは被覆分子に、または重合体に付着させることができる。
【０１０７】
本発明による生分解性重合体に対して行われる例示的な結合体合成(重合体に付着される分子はアミノ置換アミノキシルN-オキシド基である)を以下に示す。本明細書における生分解性重合体を、N,N'-カルボニルジイミダゾールまたは適当なカルボジイミドの存在下でアミノキシル基含有の化合物、例えば、4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシと反応させて、PEAもしくはUPEAのペンダントカルボン酸または記述のポリエステルの鎖末端のいずれかのカルボキシル基中のヒドロキシル部分を、アミノキシル(N-オキシド)ラジカル保有基とのアミド結合と置き換えることができる。アミノ部分は、アミド結合が形成されるようにカルボニル残基の炭素に共有結合する。N,N'-カルボニルジイミダゾールまたは適当なカルボジイミドは、ポリエステルの鎖末端のカルボキシル基中のヒドロキシル部分を、アミノキシル(Nオキシド)ラジカル化合物のアミノ基、例えば、4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシの4位のアミンと反応しうる中間体活性化部分に変換する。アミノキシル反応物は、典型的には反応物のポリエステルに対するモル比が1:1〜100:1の範囲で使用される。N,N'-カルボニルジイミダゾールまたはカルボジイミドのアミノキシルに対するモル比は、好ましくは約1:1である。
【０１０８】
典型的な反応は下記の通りである。ポリエステルを反応溶媒に溶解し、溶解に利用した温度で反応は容易に行われる。反応溶媒はポリエステルが溶解するいかなるものであってもよく、この情報は、通常、ポリエステルの製造業者から入手可能である。ポリエステルが、ポリグリコール酸またはポリ(グリコリド-L-ラクチド) (グリコール酸のL-乳酸に対する単量体モル比が50:50を上回る)である場合、115℃〜130℃の高精製(純度99.9+%)ジメチルスルホキシドまたは室温のDMSOが、ポリエステルを適切に溶解する。ポリエステルが、ポリ-L-乳酸、ポリ-DL-乳酸またはポリ(グリコリド-L-ラクチド) (グリコール酸のL-乳酸に対する単量体モル比が50:50または50:50を下回る)である場合、室温から40〜50℃までのテトラヒドロフラン、ジクロロメタン(DCM)、およびクロロホルムが、ポリエステルを適切に溶解する。
【０１０９】
重合体-生物活性剤の結合
一つの態様において、本明細書において記述の本発明のアルキレン二酸を含有するPEA重合体組成物を作出するのに使用される重合体は、一つまたは複数の生物活性剤が重合体に直接結合されている。重合体の残基は一つまたは複数の生物活性剤の残基に結合することができる。例えば、重合体の一つの残基を、生物活性剤の一つの残基に直接結合することができる。重合体および生物活性剤は各々、一つの空き原子価を有することができる。あるいは、一つより多い生物活性剤、複数の生物活性剤、または異なる治療的もしくは緩和的活性を有する生物活性剤の混合物を、重合体に直接結合することができる。しかしながら、各生物活性剤の残基は対応する重合体残基に結合されうるので、一つまたは複数の生物活性剤の残基の数は、重合体の残基上の空き原子価の数に対応しうる。
【０１１０】
本明細書において用いられる場合、「重合体の残基」とは、一つまたは複数の空き原子価を有する重合体の基を指す。この基が生物活性剤の残基に付着される場合、重合体(例えば、重合体主鎖またはペンダント基上)の任意の合成的に実現可能な一つの原子、複数の原子または官能基は、実質的に保持される。さらに、この基が生物活性剤の残基に付着される場合、主鎖の生物活性剤の生物活性は実質的に保持されるとの条件で、任意の合成的に実現可能な官能基(例えば、カルボキシル)を重合体(例えば、ペンダント基としてまたは鎖末端として重合体主鎖)上に作出して、空き原子価を供与することもできる。望まれる結合に基づき、当業者は、当技術分野において公知である手順により本発明において使用されるPEA重合体を誘導体化するのに使用できる、適切に官能化された出発材料を選択することができる。
【０１１１】
本明細書において用いられる場合、「構造式(＊)の化合物の残基」とは、一つまたは複数の空き原子価を有する、本明細書において記述の重合体式(I、IVまたはV)の化合物の基を指す。この基が付着される場合、主鎖の生物活性剤の生物活性は実質的に保持されるとの条件で、化合物(例えば、重合体主鎖またはペンダント基上)の任意の合成的に実現可能な一つの原子、複数の原子または官能基を除去して、空き原子価を供与することができる。さらに、この基が生物活性剤の残基に付着される場合、主鎖の生物活性剤の生物活性は実質的に保持されるとの条件で、任意の合成的に実現可能な官能基(例えば、カルボキシル)を式(I、IVまたはV)の化合物(例えば、重合体主鎖またはペンダント基)上に作出して、空き原子価を供与することもできる。望まれる結合に基づき、当業者は、当技術分野において公知である手順により式(I、IVまたはV)の化合物を誘導体化するのに使用できる、適切に官能化された出発材料を選択することができる。
【０１１２】
例えば、構造式(IおよびII)の化合物の残基に、アミド(例えば、-N(R)C(=O)-もしくはC(=O)N(R)-)、エステル(例えば、-OC(=O)-もしくは-C(=O)O-)、エーテル(例えば、-O-)、アミノ(例えば、-N(R)-)、ケトン(例えば、-C(=O)-)、チオエーテル(例えば、-S-)、スルフィニル(例えば、-S(O)-)、スルホニル(例えば、-S(O)2-)、ジスルフィド(例えば、-S-S-)、または直接(例えば、C-C結合)結合を通じて、生物活性剤の残基を結合することができ、ここで各Rは独立してHまたは(C1〜C6)アルキルである。そのような結合は、当技術分野において公知である合成手順を用いて、適切に官能化された出発材料から形成することができる。望まれる結合に基づき、当業者は、当技術分野において公知である手順により、適切に官能化された出発材料を選択して構造式(I、IVまたはV)の化合物の任意の残基を誘導体化し、それによって生物活性剤の所与の残基を結合することができる。任意の生物活性剤の残基を、構造式(I、IVまたはV)の化合物の残基の、任意の合成的に実現可能な位置に結合することができる。さらに、本発明は同様に、生物活性剤の複数の残基が構造式(I、IVまたはV)の化合物に直接結合されている化合物を提供する。
【０１１３】
重合体分子に結合されうる生物活性剤の数は典型的には、重合体の分子量に依存しうる。例えば、nが約5〜約150、好ましくは約5〜約70である構造式(I)の化合物の場合、生物活性剤を重合体の末端基と反応させることにより、最大約300までの生物活性剤分子(すなわち、その残基)を重合体(すなわち、その残基)に直接結合することができる。他方では、構造式(V)の化合物の場合、生物活性剤をリジン含有単位上のペンダント基と反応させることにより、最大でさらに150までの生物活性剤を重合体に結合することができる。不飽和重合体では、さらなる生物活性剤を、重合体中の二重(または三重)結合と反応させることもできる。
【０１１４】
本発明のアルキレン二酸含有のPEA組成物は、粒子もしくは医療装置の形態でも、またはそうでなくても、当技術分野において周知のおよび以下において記述のいくつかの方法のいずれかを用いて、化学結合なしで重合体中に分散されるかまたは「負荷される」のではなく、生物活性剤に直接的に共有結合されてもよい。生物活性剤の量は一般に、重合体組成物に対しておよそ0.1%〜約60% (w/w)の生物活性剤、より好ましくは約1%〜約25% (w/w)の生物活性剤、およびさらにより好ましくは約2%〜約20% (w/w)の生物活性剤である。生物活性剤の割合は以下にさらに詳細に論じられるように、所望の用量および処置される状態に依ると考えられる。
【０１１５】
本発明のアルキレン二酸含有の重合体組成物は、移植可能な粒子などの形態で直接的にインビボ投与される場合には、生物活性剤の独立型の送達系として働くのに加えて、さまざまなタイプの外科装置の製作に使用することができる。この態様において、医療装置の製作に使用される本発明の重合体組成物は、本発明の重合体組成物内の重合体の中に分散されている、例えば、その表面に共有結合されている任意の生物活性剤の周辺組織への制御送達に有効である。
【０１１６】
一つの態様において、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物は、縫合糸、外科ネジ、埋め込み型プレートおよび埋め込み型ロッドのような、または血管ステントおよび透析用シャントのような、内固定装置を含むがこれらに限定されない、生分解性、生体適合性の外科装置の形態で製作されるのに十分な剛性を有する。押し出し、射出成形、鋳造または溶解処理(乾式および湿式紡糸)などのような、生分解性重合体の医療装置の製作に対し、当技術分野において公知の任意の方法をこのために使用することができる。そのような生分解性、生体適合性の医療装置は、実質的に生体適合性の分解生成物を作出するための重合体構成要素および装置厚さの選択に応じて、例えば約7日〜約14日間から数年間、例えば約1年間、3年間または6年間にわたってゆっくりと生分解する。
【０１１７】
別の態様において、本発明は、組成物がゆっくり、例えば完全に生分解するように、内部の身体部位に本発明の組成物を移植する段階を含む、生物活性剤をその必要がある被験体に送達するための方法を提供する。本明細書において記述される、重合体に分散されている任意の分散生物活性剤は、移植部位周辺の組織への生分解の間に、例えば治癒を促進しその部位の疼痛を軽減するよう、ゆっくり放出されると考えられる。その生分解特性によって、移植された外科装置を除去するためにさらなる外科手術は必要とされない。
【０１１８】
別の態様において、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物を、任意の所望の表面積の生分解性、生体適合性のパッド、シートまたはラップの形態で製作することができる。例えば、重合体を、電界紡糸によりランダムに配向した繊維の薄いシートとして織るかまたは形成し、重合体のナノ繊維を生成することができる。そのようなパッド、シートおよびラップは、例えば創傷部位での内因性の治癒過程を促進することにより、さまざまな状態の処置用のいくつかのタイプの創傷包帯に使用することができる。創傷包帯中の重合体組成物は長期にわたって生分解し、その結果生物活性剤を創傷部位に吸収されるように放出する。その部位で生物活性剤は、標的細胞の細胞質ゾル、核、もしくはその両方で細胞内に作用するか、または生物活性剤は細胞表面受容体分子に結合して、細胞に進入せずに細胞応答を惹起することができる。あるいは、生物活性剤は、本発明の組成物により部分的にコーティングされた少なくとも一つの表面を有する、血管ステントのような外科装置から放出されて、医療装置が移植される周辺との接触により創傷部位での内因性の治癒過程を促進することができる。PEA重合体を用いて作出された創傷包帯、創傷治癒インプラントおよび外科装置コーティングの詳細な記述は、2005年5月12日付で出願された同時係属中の米国特許出願第11/128,903号に見出される。
【０１１９】
本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物において使用される、重合体内での分散を企図する生物活性剤は、抗増殖剤、ラパマイシンおよびその類似体または誘導体のいずれか、パクリタキセルまたはそのタキセン類似体もしくは誘導体のいずれか、エベロリムス、シロリムス、タクロリムス、またはその「〜リムス」という名称の薬物ファミリーのいずれか、ならびにシンバスタチン、アトルバスタチン、フルバスタチン、プラバスタチン、ロバスタチン、ロスバスタチンのようなスタチン、17AAG (17-アリルアミノ-17-デメトキシゲルダナマイシン)のようなゲルダナマイシン; エポチロンDおよび他のエポチロン、17-ジメチルアミノエチルアミノ-17-デメトキシ-ゲルダナマイシンならびに熱ショックタンパク質90 (Hsp90)の他のポリケチド阻害剤、シロスタゾールなどを含む。
【０１２０】
本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物およびそれから作出された粒子での分散に適した生物活性剤は、内皮細胞により内因的に産生される一酸化窒素などの、治療的な天然の創傷治癒剤の体内産生を促進するものから同様に選択することができる。あるいは、分解中に重合体から放出される生物活性剤は、内皮細胞による自然の創傷治癒過程を促進する上で直接的に活性であってもよい。これらの生物活性剤は、一酸化窒素を供与する、移動するもしくは放出する、一酸化窒素の内因性レベルを上昇する、一酸化窒素の内因的合成を刺激する、または一酸化窒素シンターゼの基質として機能する、任意の薬剤、あるいは平滑筋細胞の増殖を阻害する任意の薬剤であってもよい。そのような薬剤は、例えば、アミノキシル、フロキサン、ニトロソチオール、ニトラートおよびアントシアニン; アデノシンのようなヌクレオシドならびにアデノシン二リン酸(ADP)およびアデノシン三リン酸(ATP)のようなヌクレオチド; アセチルコリンおよび5-ヒドロキシトリプタミン(セロトニン/5-HT)のような神経伝達物質/神経調節物質; ヒスタミンならびにアドレナリンおよびノルアドレナリンのようなカテコールアミン; スフィンゴシン-1-リン酸およびリゾホスファチジン酸のような脂質分子; アルギニンおよびリジンのようなアミノ酸; ブラジキニン、サブスタンスPおよびカルシウム遺伝子関連ペプチド(CGRP)のようなペプチド、ならびにインスリン、血管内皮成長因子(VEGF)およびトロンビンのようなタンパク質を含む。
【０１２１】
さまざまな生物活性剤、コーティング分子および生物活性剤のリガンドを、重合体粒子の表面に、例えば共有結合的に付着させることができる。標的化抗体、ポリペプチド(例えば、抗原)および薬物のような生物活性剤を、重合体粒子の表面に共有結合させることができる。さらに、抗体もしくはポリペプチド付着用のリガンドとしてのポリエチレングリコール(PEG)、または粒子表面の付着部位を遮断する手段としてのホスファチジルコリン(PC)のような、コーティング分子を粒子に表面結合させて、粒子が投与される被験体において、粒子が標的以外の生体分子および表面に固着するのを阻止することができる。
【０１２２】
例えば、細菌プロテインAのBドメインおよびプロテインGの機能的に等価な領域のような小タンパク性モチーフは、Fc領域により抗体分子に結合し、それによって抗体分子を捕捉することが公知である。そのようなタンパク性モチーフを、本発明の重合体および組成物に、とりわけ本明細書において記述する重合体粒子の表面に生物活性剤として付着させることができる。そのような分子は、例えば、標的化リガンドとして用いられる抗体を付着するための、または前駆細胞もしくは捕捉細胞を血流外に保持する抗体を捕捉するためのリガンドとして働くと考えられる。それゆえ、プロテインAまたはプロテインGの機能領域を用いて重合体コーティングに付着できる抗体型は、Fc領域を含有するものである。捕捉抗体が、今度は重合体表面近傍の、始原細胞のような前駆細胞に結合しかつこれを保持する一方で、重合体内の増殖培地に浸漬されていることが好ましい前駆細胞は、さまざまな因子を分泌し、被験体の他の細胞と相互作用する。さらに、ブラジキニンのような、重合体粒子中に分散されている一つまたは複数の生物活性剤が、前駆細胞を活性化することができる。
【０１２３】
さらに、重合体組成物が投与される被験体において血流から前駆細胞を付着させるための、または内皮始原細胞(PEC)を捕捉するための生物活性剤は、公知の前駆細胞表面マーカーに対して作製されたモノクローナル抗体である。例えば、内皮細胞の表面を修飾すると報告されている相補性決定因子(CD)はCD31、CD34、CD102、CD105、CD106、CD109、CDw130、CD141、CD142、CD143、CD144、CDw145、CD146、CD147およびCD166を含む。これらの細胞表面マーカーはさまざまな特異性を有するものであってよく、特定の細胞/発生の型/段階に対する特異性の程度は、多くの場合十分に特徴付けられていない。さらに、抗体が産生されるこれらの細胞マーカー分子は、とりわけ同じ系統の細胞上、すなわち内皮細胞の場合には単球上のCDと(抗体認識という点で)重複すると考えられる。循環中の内皮始原細胞は、(骨髄)単球から成熟内皮細胞への発生経路に沿う過程にある。CD106、142および144は、成熟内皮細胞をある程度の特異性でマーキングすることが報告されている。CD34は現在、内皮始原細胞に対して特異的であることが公知であり、それゆえ現行では、活性薬剤の局所送達のために重合体粒子が移植される部位の血液から内皮始原細胞を捕捉するのに好ましい。そのような抗体の例としては、一本鎖抗体、キメラ抗体、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、抗体断片、Fab断片、IgA、IgG、IgM、IgD、IgEおよびヒト化抗体、ならびにその活性断片が挙げられる。
【０１２４】
以下の生物活性剤および小分子薬物は、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物内での分散に特に有効であると考えられる。本発明のアルキレン二酸含有の重合体組成物およびそれから作出された医療装置において分散される生物活性剤は、その適切な治療的効果または緩和的効果について、関心対象の創傷もしくは疾患、またはその症状の処置において、あるいは細胞または組織培養でのそのような効果のインビトロ試験に向けてデザインされた実験において、あるいはインビボで、選択されると考えられる。
【０１２５】
一つの態様において、適当な生物活性剤は、徐放様式で供与される場合に創傷治癒を促進するかまたは創傷治癒に寄与する種々の化合物群を含むが、これらに限定されるものではない。そのような生物活性剤は、本発明の組成物中の生分解性重合体により保護および送達されうる、ある種の前駆細胞を含めた創傷治癒細胞を含む。そのような創傷治癒細胞は、例えば、周皮細胞および内皮細胞、ならびに炎症治癒細胞を含む。そのような細胞をインビボで重合体貯蔵所の部位に動員するため、本発明において使用される本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物およびその粒子ならびに使用法は、「細胞接着分子」(CAM)に特異的に結合する、抗体および小分子リガンドなどの、そのような細胞のリガンドを含むことができる。創傷治癒細胞の例示的リガンドとしては、ICAM-1 (CD54抗原); ICAM-2 (CD102抗原); ICAM-3 (CD50抗原); ICAM-4 (CD242抗原); およびICAM-5のような細胞間接着分子(ICAM); VCAM-1 (CD106抗原)のような血管細胞接着分子(VCAM); NCAM-1 (CD56抗原); またはNCAM-2のような神経細胞接着分子(NCAM); PECAM-1 (CD31抗原)のような血小板内皮細胞接着分子PECAM; LECAM-1; またはLECAM-2 (CD62E抗原)のような白血球内皮細胞接着分子(ELAM)などに特異的に結合するものが挙げられる。
【０１２６】
別の局面において、適当な生物活性剤は、例えば共有結合的にまたは非共有結合的に付着された、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物において使用される重合体粒子の中に分散されうる高分子の、細胞外マトリックスタンパク質を含む。有用な細胞外マトリックスタンパク質の例としては、例えば、通常はタンパク質に連結されているグリコサミノグリカン(プロテオグリカン)、ならびに線維状タンパク質(例えば、コラーゲン; エラスチン; フィブロネクチンおよびラミニン)が挙げられる。細胞外タンパク質の生体模倣物を使用することもできる。これらは通常は非ヒトであるが、生体適合性の糖タンパク質、例えばアルギナートおよびキチン誘導体である。そのような細胞外マトリックスタンパク質、および/またはそれらの生体模倣物の特異的断片である創傷治癒ペプチドを、使用することもできる。
【０１２７】
タンパク性成長因子は、本明細書において記述する本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物および使用法での分散に適した、別の範疇の生物活性剤である。そのような生物活性剤は、創傷治癒の促進および当技術分野で公知の他の疾患状態において有効であり、例えば、血小板由来成長因子-BB (PDGF-BB)、腫瘍壊死因子-アルファ(TNF-α)、上皮成長因子(EGF)、ケラチノサイト成長因子(KGF)、サイモシンB4; ならびに血管内皮成長因子(VEGF)、線維芽細胞成長因子(FGF)、腫瘍壊死因子-ベータ(TNF-β)、およびインスリン様成長因子-1 (IGF-1)のような種々の血管新生因子である。これらのタンパク性成長因子の多くは市販されており、または当技術分野において周知の技術を用いて、組換えにより産生することができる。
【０１２８】
あるいは、さまざまな生体分子をコードする遺伝子を組み込んだ、ベクター、特にアデノウイルスベクターを含む発現系を、徐放送達のために、本発明のアルキレン二酸含有の重合体組成物およびその粒子中に分散させてもよい。そのような発現系およびベクターを調製する方法は、当技術分野において周知である。例えば、重合体貯蔵所を形成するようサイズ分類された粒子の選択によって、局所送達のため所望の体内部位に、または血液循環に入るサイズの粒子の選択によって全身的に、タンパク性成長因子を成長因子の投与に向けた本発明の生物活性組成物の中に分散させることができる。VEGF、PDGF、FGF、NGFのような成長因子、および進化的にかつ機能的に関連する生物製剤、ならびにトロンビンのような血管新生酵素を、本発明における生物活性剤として使用することもできる。
【０１２９】
小分子薬物は、本明細書において記述する本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物および使用法での分散に適した、別の範疇の生物活性剤である。そのような薬物は、例えば、抗菌剤および抗炎症剤、ならびに、例えば、ビタミンAおよび脂質過酸化の合成阻害剤のような、ある種の治癒促進剤を含む。
【０１３０】
感染の阻止または制御によって自然な治癒過程を間接的に促進するため、さまざまな抗生物質を、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物中の生物活性剤として分散させてもよい。適当な抗生物質は、アミノグリコシド抗生物質もしくはキノロンまたはセファロスポリンのようなβ-ラクタム、例えば、シプロフロキサシン、ゲンタマイシン、トブラマイシン、エリスロマイシン、バンコマイシン、オキサシリン、クロキサシリン、メチシリン、リンコマイシン、アンピシリン、およびコリスチンのような多くのクラスを含む。適当な抗生物質は文献に記述されている。
【０１３１】
適当な抗菌剤は、例えば、AdriamycinPFS/RDF(登録商標)(Pharmacia and Upjohn)、Blenoxane(登録商標)(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)、Cerubidine(登録商標)(Bedford)、Cosmegen(登録商標)(Merck)、DaunoXome(登録商標)(NeXstar)、Doxil(登録商標)(Sequus)、Doxorubicin Hydrochloride(登録商標)(Astra)、Idamycin(登録商標)PFS(Pharmacia and Upjohn)、Mithracin(登録商標)(Bayer)、Mitamycin(登録商標)(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)、Nipen(登録商標)(SuperGen)、Novantrone(登録商標)(Immunex)およびRubex(登録商標)(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)を含む。一つの態様において、ペプチドは糖ペプチドでありうる。「糖ペプチド」とは、バンコマイシンのような、糖基により置換されていてもよい多環ペプチドコアによって特徴付けられるオリゴペプチド(例えば、ヘプタペプチド)抗生物質を指す。
【０１３２】
この範疇の抗菌剤に含まれる糖ペプチドの例は、Raymond C. Rao and Louise W. Crandallによる「Glycopeptides Classification, Occurrence, and Discovery」(「Bioactive agents and the Pharmaceutical Sciences」第63巻、Ramakrishnan Nagarajan編、Marcal Dekker, Inc.出版)に見出すことができる。糖ペプチドのさらなる例は、米国特許第4,639,433号; 同第4,643,987号; 同第4,497,802号; 同第4,698,327号、同第5,591,714号; 同第5,840,684号; および同第5,843,889号に; 欧州特許第0 802 199号; 欧州特許第0 801 075号; 欧州特許第0 667 353号; 国際公開公報第97/28812号; 国際公開公報第97/38702号; 国際公開公報第98/52589号; 国際公開公報第98/52592号に; ならびにJ. Amer. Chem. Soc.(1996) 118: 13107-13108; J. Amer. Chem. Soc. (1997) 119:12041-12047; およびJ. Amer. Chem. Soc. (1994) 116:4573-4590に開示されている。代表的な糖ペプチドは、A477、A35512、A40926、A41030、A42867、A47934、A80407、A82846、A83850、A84575、AB-65、アクタプラニン、アクチノイジン、アルダシン、アボパルシン、アズレオマイシン、バルヒミエイン、クロロオリエンチエイン、クロロポリスポリン、デカプラニン、-デメチルバンコマイシン、エレモマイシン、ガラカルディン、ヘルベカルディン、イズペプチン、キブデリン、LL-AM374、マンノペプチン、MM45289、MM47756、MM47761、MM49721、MM47766、MM55260、MM55266、MM55270、MM56597、MM56598、OA-7653、オレンチシン、パルボディシン、リストセチン、リストマイシン、シンモニシン、テイコプラニン、UK-68597、UD-69542、UK-72051、バンコマイシンなどと特定されるものを含む。本明細書において用いられる「糖ペプチド」または「糖ペプチド抗生物質」という用語は同様に、糖部分がない上記に開示の一般的な糖ペプチド類、すなわちアグリコン系の糖ペプチドを含むよう意図される。例えば、バンコマイシンのフェノールに付加された二糖部分を穏やかな加水分解により除去することで、バンコマイシンアグリコンが得られる。同様に「糖ペプチド抗生物質」という用語の範囲内に含まれるのは、アルキル化およびアシル化誘導体を含め、上記に開示の一般的な糖ペプチド類の合成誘導体である。さらに、バンコサミンと同様の様式で、さらなる糖残基、とりわけアミノグリコシドがさらに付加されている糖ペプチドも、この用語の範囲内である。
【０１３３】
「脂質化糖ペプチド」という用語は、脂質置換基を含有するよう合成的に修飾された糖ペプチド抗生物質を特に指す。本明細書において用いられる場合、「脂質置換基」という用語は、5個またはそれ以上の炭素原子、好ましくは10〜40個の炭素原子を含有する任意の置換基を指す。脂質置換基は、ハロ、酸素、窒素、硫黄およびリンから選択される1〜6個のヘテロ原子を任意で含んでいてもよい。脂質化糖ペプチド抗生物質は当技術分野において周知である。例えば、米国特許第5,840,684号、同第5,843,889号、同第5,916,873号、同第5,919,756号、同第5,952,310号、同第5,977,062号、同第5,977,063号、欧州特許出願第667, 353号、国際公開公報第98/52589号、国際公開公報第99/56760号、国際公開公報第00/04044号、国際公開公報第00/39156号を参照されたく、これらの開示はその全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【０１３４】
抗炎症性の生物活性剤は同様に、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物および方法において使用される分散に有用である。処置される身体部位および疾患に応じて、そのような抗炎症性の生物活性剤は、例えば、鎮痛剤(例えば、NSAIDSおよびサリチラート)、ステロイド、抗リウマチ薬、胃腸薬、痛風薬、ホルモン(グルココルチコイド)、点鼻薬、点眼薬、点耳薬(例えば、抗生物質およびステロイド併用薬)、呼吸薬、ならびに皮膚および粘膜剤を含む。Physician's Desk Reference, 2005 Editionを参照されたい。具体的には、抗炎症剤はデキサメタゾンを含むことができ、これは(11θ,16I)-9-フルオロ-11,17,21-トリヒドロキシ-16-メチルプレグナ-1,4-ジエン-3,20-ジオンと化学的に表される。あるいは、抗炎症性の生物活性剤はシロリムス(ラパマイシン)であってもまたはそれを含んでもよく、これはストレプトマイセス・ヒグロスコピカス(Streptomyces hygroscopicus)から単離されたトリエンマクロライド抗生物質である。
【０１３５】
本発明の組成物および方法に含まれるポリペプチド生物活性剤は、「ペプチド模倣物」を含むこともできる。本明細書において「ペプチド模倣物(peptide mimetics)」または「ペプチド模倣物(peptidomimetics)」と呼ばれる、そのようなペプチド類似体は、鋳型ペプチドのものと類似の特性により製薬業界において使用されることが多く(Fauchere, J. (1986) Adv. Bioactive agent Res., 15:29; Veber and Freidinger (1985) TINS, p. 392; およびEvans et al. (1987) J. Med. Chem., 30:1229)、通常はコンピュータによる分子モデリングを用いて開発される。一般に、ペプチド模倣物は、典型的ポリペプチド(すなわち、生化学的特性または薬理学的活性を有するポリペプチド)と構造的に類似であるが、当技術分野において公知の方法により、--CH2NH--、--CH2S--、CH2-CH2--、--CH=CH-- (シスおよびトランス)、--COCH2--、--CH(OH)CH2--ならびに--CH2SO--からなる群より選択される結合によって置き換えられていてもよい一つまたは複数のペプチド結合を有し、以下の参照文献: Spatola, A.F. Chemistry and Biochemistry of Amino Acids, Peptides, and Proteins, B. Weinstein, eds., Marcel Dekker, New York, p. 267 (1983)中; Spatola, A.F., Vega Data (March 1983), Vol. 1, Issue 3, 「Peptide Backbone Modifications」(総説); Morley, J.S., Trends. Pharm. Sci., (1980) pp. 463-468 (総説); Hudson, D. et al., Int. J. Pept. Prot. Res., (1979) 14:177-185 (--CH2NH--, CH2CH2--); Spatola, A.F. et al., Life Sci., (1986) 38:1243-1249 (--CH2-S--); Harm, M. M., J. Chem. Soc. Perkin Trans I (1982) 307-314 (--CH=CH--, シスおよびトランス); Almquist, R.G. et al., J. Med. Chem., (1980) 23:2533 (--COCH2--); Jennings-Whie, C. et al., Tetrahedron Lett., (1982) 23:2533 (--COCH2--); Szelke, M. et al., 欧州特許出願第EP 45665号(1982) CA: 97:39405 (1982) (--CH(OH)CH2--); Holladay, M. W. et al., Tetrahedron Lett., (1983) 24:4401-4404 (--C(OH)CH2--); およびHruby, V.J., Life Sci., (1982) 31:189-199 (--CH2-S--)にさらに記述されている。そのようなペプチド模倣物は、天然ポリペプチドの態様に比べて、例えば、より経済的な生産、より高い化学的安定性、薬理学的特性(半減期、吸収、効力、有効性など)の増強、特異性の改変(例えば、広範囲の生物学的活性)、抗原性の低下などを含む、有意な利点を有しうる。
【０１３６】
さらに、ペプチド内での一つまたは複数のアミノ酸の置換(例えば、L-リジンの代わりにD-リジン)を用いて、より安定なペプチドおよび内因性ペプチダーゼに抵抗性のあるペプチドを作出することができる。あるいは、生分解性重合体に共有結合される合成ポリペプチドをD-アミノ酸から調製してもよく、これらはインベルソペプチドと呼ばれる。ペプチドが天然ペプチド配列の反対方向に組み立てられる場合、これはレトロペプチドといわれる。一般に、D-アミノ酸から調製されたポリペプチドは、酵素加水分解に対して非常に安定である。多くの事例では、レトロ-インベルソまたは部分的レトロ-インベルソポリペプチドに関する生物学的活性の保存が報告されている(米国特許第6,261,569 B1号およびその中の参考文献; B. Fromme et al, Endocrinology (2003)144:3262-3269)。
【０１３７】
少なくとも一つの生物活性剤の任意の適切でかつ有効な量が、本発明の重合体組成物から、生分解性の内固定装置、ステントもしくは透析用シャント中のもの、またはインビボに導入されたその粒子から形成されている貯蔵所中のものを含め、経時的に放出されうる。生物活性剤の適切でかつ有効な量は、典型的には、例えば、特異的なアルキレン二酸含有のPEA重合体および粒子のタイプ、または重合体/生物活性剤の結合が存在する場合は、それに依ると考えられる。典型的には、生物活性剤の約100%までがインビボにおいて本発明の重合体組成物から放出されうる。具体的には、その約90%まで、75%まで、50%まで、または25%までが重合体から放出されうる。重合体からの放出速度に典型的に影響を与える要因は、重合体/生物活性剤の結合のタイプ、ならびに製剤中に存在するさらなる物質の性質および量のほか、重合体それ自体の化学構造である。
【０１３８】
本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物、ならびにそれから製作された粒子および医療装置は、ヒトの他に、ペット(例えば、ネコ、イヌ、ウサギおよびフェレット)、家畜(例えば、ブタ、ウマ、ラバ、乳牛および肉牛)ならびに競走馬のような、さまざまな哺乳動物患者を含め、獣医学診療での使用も意図される。
【０１３９】
本発明の装置および送達方法において使用される組成物は、一つまたは複数の主鎖の生物活性剤および関心対象の任意の生物活性剤の「有効量」を含みうる。すなわち、症状を予防、軽減または除去するために十分な治療的応答または緩和的応答を生み出す生物活性剤の量が、重合体に組み込まれると考えられる。的確な必要量はいくつかある要因の中でも特に、組成物が投与される被験体; 被験体の年齢および全身状態; 被験体の免疫系の能力、望まれる治療的応答または緩和的応答の程度; 処置されるかまたは調査される状態の重症度; 選択される特定の生物活性剤、ならびに組成物の投与方法に応じて、変化すると考えられる。当業者は適切な有効量を容易に判定することができる。したがって、「有効量」とは、日常的な試験を通じて判定できる比較的広い範囲に入ると考えられる。例えば、本発明の目的で、有効量は典型的には、送達される生物活性剤の約1 μg〜約100 mg、例えば約5 μg〜約1 mg、または約10 μg〜約500 μgの範囲に及ぶと考えられる。
【０１４０】
以下の実施例は本発明を例示するよう意図されるが、本発明を限定するよう意図されない。
【０１４１】
実施例1
本発明のPEAの合成
合成の第一段階として、構造式(III)の種々の新たなジエステル-二酸(またはアルキレン-ジカルボキシラート)をマレイン酸無水物、コハク酸無水物およびグルタル酸無水物のような、環状の脂肪族五員または六員の無水物とのジオールの相互作用によって製作した。アルキレンジカルボキシラート合成の一般的なスキームを以下の反応スキーム2に描く。
スキーム2
ここでは、R5 = (CH2)2、(CH2)3、またはCH=CH; およびR6 = (CH2)3、(CH2)4、(CH2)6または(CH2)8。
【０１４２】
合成の第二段階として、構造式VIのアルキレンジカルボキシラートの種々の活性なジ-(p-ニトロフェニル)エステルを製作した。反応は、異なる縮合剤の存在下でのp-ニトロフェノールとの、第一段階において形成された二酸(式III)の相互作用によって行った。
ここでは、R5は(CH2)2、(CH2)3、CH=CHから選択することができ; かつR6は(CH2)3、(CH2)4、(CH2)6および(CH2)8から選択することができる。
【０１４３】
合成の第三段階として、本発明のポリ(エステルアミド)を以下の反応スキーム3にしたがい、酸アクセプタとしてトリエチルアミンの存在下でのN,N'-ジメチルホルムアミド中のビス(α-アミノ酸)-ジオール-ジエステル単量体との式VIの化合物の溶液活性重縮合により合成して、構造式(I)により表される本発明のPEA組成物を得た。
【０１４４】
実施例2
単量体合成:
1. 構造式IIIのα,ω-アルキレンジカルボキシラートの合成
五員の無水物から得られるジエステル-ジオール: アルキレン-ジスクシナート(または構造式IIIのO,O'-ビス-スクシニルジオール、ここではR5 = (CH2)2)およびアルキレン-ジマレアート(ここではR5 = (シス-CH=CH))を次のように調製することができる。
【０１４５】
スキーム2によるジオールとのコハク酸無水物およびマレイン酸無水物の相互作用は、触媒を用いることなく還流ベンゼンまたはトルエン中で行った。この手順を、以下の反応スキーム4に示す1,6-ヒドロキシヘキシル-ジスクシナートの合成により例証する。
スキーム4
ここでは、R6 = (CH2)3; (CH2)4; (CH2)6; (CH2)8。
【０１４６】
ジエステル-二酸をベンゼンからの再結晶により精製した。表1に示されるように、その収率はかなり高く、元素分析は計算値とよく一致する。生成物をフーリエ変換赤外(FTIR)分光によっても特徴付けた。図1に示してある、化合物1,6-ヒドロキシヘキシル-ジスクシナートに対するジエステル-二酸の典型的なスペクトルは推定構造と合致している。
【０１４７】
実験的に測定した本発明の二酸-ジエステルの酸価(下記表1中)は計算値とよく合致する。0.1 N NaOH水溶液での化合物IIIの滴定の指示薬としてブロモチモールブルー(中性のpH 7に近い滴定点)を用いることで、酸価を測定した。
【０１４８】
元素分析のデータも推定構造とよく合致する。
【０１４９】
（表１）合成されたアルキレン-ジカルボキシラートIIIの特徴
【０１５０】
実施例3
マレイン酸に基づく不飽和α,ω-アルキレンジカルボキシラート(表1中の化合物1.5〜1.8)により、不飽和ポリ(エステル-アミド) (UPEA)、すなわち新たな部類の生分解性ポリアミドの合成に対する新たな手段を得た。
【０１５１】
構造式IIIのα,ω-アルキレン-ジグルタラート(ここではR5 = (CH2)3)の合成
六員のグルタル酸無水物およびα,ω-ジオールに基づく二酸-ジエステルの合成を、以下の反応スキーム5に、または本明細書における一般的なスキーム2に示したものと類似のやり方で行った。
スキーム5
ここでは、R6は(CH2)4、(CH2)6または(CH2)8から選択される。
【０１５２】
触媒なしで、還流ベンゼンまたはトルエン中での1モルのジオールとの2モルのグルタル酸無水物の相互作用により期待の生成物を得るという最初の試みでは、失敗であって、変換が示されなかった。意図した生成物は触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて初めてほぼ定量的な収率で得られ、五員類似体のコハク酸無水物およびマレイン酸無水物よりも六員の無水物の反応性がずっと低いことを示す結果であった。合成された生成化合物の収率、元素組成および他の特徴を表1に要約する。
【０１５３】
典型的な手順では、0.05モルのジオールおよび12.97 g (0.11モル)のグルタル酸無水物(Aldrich Chemicals)を、撹拌器および冷却器を備えた丸底フラスコに入れ、p-トルエンスルホン酸0.1 gおよびベンゼン32 mLを室温で添加した。フラスコをシリコン油浴に入れ、ベンゼンを6時間還流した。初めは不均一の反応混合物が加熱によって均一となり、反応は還流ベンゼン中で均一に進行した。しかしながら、室温に冷却した後に、生成物が結晶化した。白色の固体沈殿物をろ去し、乾燥し、ベンゼンから再結晶した。再結晶後の生成化合物の収率は50%〜78%の範囲にあった。
【０１５４】
実施例4
式VIのα,ω-アルキレンジカルボキシラートのジ-p-ニトロフェニルエステルの合成
新たな二酸をジ-(p-ニトロフェニル)-エステル(式VIの)に転換するために、二つの異なる手順を適用した: 一つの手順では、飽和アルキレン-ジカルボキシラート(ここではR5 = (CH2)2または(CH2)3)をスキーム6にしたがい、縮合剤として塩化チオニル/ピリジンの存在下でジ-p-ニトロフェノールと縮合した。
得られた生成物をエタノールから再結晶した。収率および特徴を表2に要約する。ジ-p-ニトロフェノラートのFTIRスペクトルから推定構造が確認された(図2)。
【０１５５】
（表２）活性ジエステルVIの特徴
【０１５６】
マレイン酸に基づく不飽和ジエステル-二酸(化合物2.4, 表2)を同様にジ-(p-ニトロフェニル)エステルに転換した。不飽和ジエステル-二酸の場合、望ましくない副反応が起こり、暗色のタールを生じたので、縮合試薬の塩化チオニル/ピリジンの組み合わせは不適当であることが分かった。トリフルオロ酢酸無水物/トリエチルアミンの複合体は、縮合剤としていっそう申し分のないことが分かった。以下の反応スキーム7に記述したように反応を行った。
【０１５７】
構造式VIの不飽和活性ジエステル(実際には、テトラエステル)の合成を室温にてクロロベンゼン中で行った(スキーム5にしたがう)。6時間の撹拌後、反応混合物を蒸発乾固し、得られた固体生成物を塩酸で酸性化された水(pH 2〜3)によりガラスろ過器上で直接的に洗浄し、残存する固体生成物を乾燥し、無水エタノールから再結晶した。精製ジエステル(白色の結晶)化合物2.4の収率は70%、融点は116〜117℃であった。
【０１５８】
実施例5
PEA合成
一般的なスキーム2にしたがい、酸アクセプタとしてトリエチルアミンを用いDMA中での溶液活性重縮合の条件の下でポリ(エステルアミド)を合成した。表2の化合物2.2との重縮合を温和な温度(室温〜45℃)で行って、スクシンイミド形成(環化)および鎖終結を回避した。得られた反応溶液を水の中に注ぎ入れ、沈殿した重合体を、p-ニトロフェノールの存在についての試験結果が陰性となるまでアセトン/水(50/50 v/v)により徹底的に洗浄し、減圧下にて4O℃で乾燥した。表3に要約の結果から示される通り、良好な塗膜形成特性を有する高分子量のPEAをそれらの条件で合成した。選択したサンプルの元素分析の結果(表3)、およびFTIRスペクトル(図3)は、予測される構造と合致している。
【０１５９】
（表３）式VのPEAの特徴(ここではR6 = (CH2)2; R3 = CH2C6H5、R4 = (CH2)6)
【０１６０】
構造式VIの不飽和ビス-求電子性重合体に基づくPEAの合成の場合、以下の反応スキーム8にしたがってビス-(L-フェニルアラニン)-1,6-ヘキシレンのジ-p-トルエンスルホン酸塩をビス-求核パートナーとして選択した。
重縮合をさまざまな溶媒(N,N'-ジメチルアセトアミド、アセトン、クロロベンゼン)中で、室温および-5℃に冷却後の両方で行った。 しかしながら、いかなる場合でも、反応温度および使用した溶媒の性質にかかわらず、重合体主鎖中のマレイン酸残基の二重結合との成長中のマクロ鎖の末端アミノ基の相互作用によっておそらく、不溶性重合体の架橋および形成を回避することができなかった。
【０１６１】
実施例6
PEA加水分解試験
生分解(一般的手順)
本発明のPEA組成物をインビトロでの酵素加水分解に供した。この実験のため、重合体塗膜を調製し、以下の手順を用いて重量減少により分解速度を試験した。
【０１６２】
d = 4 cm、500〜600 mgの重量を有する環状の重合体ディスクを、酵素(α-キモトリプシンまたはリパーゼ) 4 mgを伴うかまたは酵素を伴わず、pH = 7.4の0.2 Mリン酸緩衝溶液10 mLを含有するガラス容器の中に入れた。緩衝溶液を含有するガラス溶液を37℃で維持した。ディスクを24時間毎に緩衝溶液から取り出し、一定の重量に乾燥した。サンプルの単位表面積あたりの重量変化を計算した(mg/cm2単位)。生分解実験の全持続時間は120時間であった。
【０１６３】
この実験のため、ヘキサンジオール(R4 = R6 = (CH2)6)、コハク酸(R5 = (CH2)2)およびL-フェニルアラニン(R3 = CH2C6H5)でできた構造式V)のPEAを上記の手順にしたがいインビトロにおける生分解に供した。
【０１６４】
得られた結果(図4)から、最速の生分解性AAB-PEAの一つである、セバシン酸に基づく公知のPEA、PEA 8-L-Phe-6 (式I、ここではR1 = (CH2)8; R3 = CH2C6H5; かつR4 = (CH2)6)の生分解速度(図5中の分解プロファイルを参照のこと)に匹敵するかなり高い速度で、上述の本発明のPEAがインビトロにおける生分解を起こしたことが明らかである。対照的に、本発明のPEA (表3の化合物3.2)に対して純粋な緩衝溶液中では実質的に重量減少が観測されることはなかった。
【０１６５】
セバシン酸に基づくPEAで、α-キモトリプシンがリパーゼよりも活性であり; その一方、本発明の化合物3.2 (表3)で、リパーゼがいっそう高い分解活性を有し、このいっそう高い活性は先に公知のコハク酸に基づくPEA組成物においてよりも本発明のセバシン酸に基づくPEA組成物において単位あたりの重合体主鎖中のエステル結合の濃度が高いことにおそらく関連していることに留意されたい。
【０１６６】
120時間の酵素加水分解前後のPEAのGPC分析も行った。下記表4に要約した平均分子量(Mw)の特徴から、いかなる場合でも、酵素の性質またはその存在にかかわらず、本発明のPEA (化合物3.2)の分子量はその対照の初期重合体サンプルのほぼ二倍に減少したことが明らかである。
【０１６７】
同じ条件において、セバシン酸に基づくPEA 8-L-Phe-6は、下記表5に要約したMwの特徴から示される通り、顕著な分解(最大50%までの重量減少)を示すが、そのバルク特性を損なうことがない。これらの結果から、PEA化合物3.2がバルク侵食を起こし; その一方で、セバシン酸に基づく重合体PEA 8-L-Phe-6が表面分解の機構によって分解したことが示唆される。
【０１６８】
（表４）120時間の生分解後のPEA 3.2のMw＊の特徴
【０１６９】
（表５）50%の生分解後のPEA 8-L-Phe-6のMwの特徴
＊GPCの結果はN,N-ジメチルアセトアミド(PEG標準物質)中で行った。
予期した通り、サンプルの平均分子量(Mw)の減少は、コハク酸誘導体の分子内「自己触媒作用」によって説明することができる。
【０１７０】
全ての刊行物、特許および特許文献は、参照により個々に組み入れられるかのごとく、参照により本明細書に組み入れられる。本発明を種々の具体的なおよび好ましい態様および技術に関連して記述してきた。しかしながら、本発明の趣旨および範囲内にとどめながら、多くの変形および変更を行えることが理解されるべきである。
【０１７１】
本発明を上記の実施例に関連して記述してきたが、変更および変形は本発明の趣旨および範囲内に包含されることが理解されよう。したがって、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】1,6-ヒドロキシヘキシル-ジスクシナート(表1の化合物1.1, ここではR5 = (CH2)2、およびR6 = (CH2)6のFTIRスペクトルを示すグラフである。
【図２】構造式VIの活性ジエステル(表2の化合物2.2)のFTIRスペクトルを示すグラフである。
【図３】本発明のPEA重合体の塗膜(表3の化合物3.2)のFTIRスペクトルを示すグラフである。
【図４】a) リパーゼ(4 mg/10 mL)、b) α-キモトリプシン(4 mg/10 mL)の作用下の0.2 Mリン酸緩衝液(pH = 7.4, t = 25℃)中での、およびc) 純粋な緩衝液中での、本発明のコハク酸に基づくPEA (表3の化合物3.2)のインビトロにおける生分解(重量減少 mg/cm2単位)を示すグラフである。
【図５】a) α-キモトリプシン(4 mg/10 mL)およびb) リパーゼ(4 mg/10 mL)の作用下の0.2 Mリン酸緩衝液(pH = 7.4, t = 25℃)中での、ならびにc) 純粋な緩衝液中での、セバシン酸に基づくPEA 8-L-Phe-6のインビトロにおける生分解(重量減少 mg/cm2単位)を示すグラフである。
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、概して薬物送達系に関し、具体的には、アルファ-アミノ酸および脂肪族ジエステル-二酸を生分解性重合体主鎖に組み込んだ重合体送達組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
疎水性α-アミノ酸、脂肪族ジオールおよびジカルボン酸のような、非毒性の構成要素からなる、定型的なAA-BB型の生体類似ポリ(エステルアミド) (PEA)は、その優れた血液および組織適合性(K. DeFife et al. Transcatheter Cardiovascular Therapeutics - TCT 2004 Conference. Poster presentation. Washington DC. 2004（非特許文献1）)ならびに生物学的分解プロファイル(G. Tsitlanadze, et al. J. Biomater. Sci. Polymer Edn. (2004). 15:1-24（非特許文献2）)のため、生物医学的応用にとって重要な材料であることが証明されている。PEAの酵素分解の制御および非特異的分解率の低さが、それらを薬物送達の応用にとって魅力的にしている。
【０００３】
PEAのこれらの特性は、ポリ乳酸(PLA)およびポリグリコール酸(PGA)のような、広く使われている脂肪族ポリエステルに比べて利点をもたらす。PLAおよびPGAの巨大分子中の脂肪族エステル基は迅速な加水分解速度に寄与するが、重合体の表面は不十分な接着および細胞増殖を示すことが知られており、これらの特性は細胞と生体材料との間の相互作用の重要な指標である(Cook, AD, et al. J. Biomed. Mater. Res., (1997). 35: 513-523（非特許文献3）)。
【０００４】
環境上の懸念の増大によって、他の脂肪族生分解性ポリエステルも汎用プラスチックの代用として再び脚光を浴びている(Vert M., J. Macromol. Sci. Pure Appl. Chem. A. (1995). 32: 787-97（非特許文献4）およびMayer JM, Kaplan DL, Trends Polym. Sci. (1994). 2: 227-8（非特許文献5）)。ポリ(ブチレンスクシナート)、ポリ(ブチレンスクシナート-アジペート)共重合体、およびポリ(エチレンスクシナート)は、脂肪族ジカルボン酸6とのグリコールの縮合反応を通じて成功裏に調製されており、商品名BIONOLLE(商標)で商品化されている。脂肪族ポリエステルは、コレステロールエステラーゼ、リゾプスデレマー(Rizopus delemaer)リパーゼにより酵素加水分解および非酵素加水分解を受けることが証明されている(Shirahama H, et al, J. Appl. Polym. Sci. (2001). 80: 340-347（非特許文献6）)。
【０００５】
脂肪族二酸の中で、コハク酸は食品産業においておよび香水製造業において広く使われている天然生成物であるため、それは生体適合性、生分解性重合体を構築するのに最も魅力的な構成要素の一つである。コハク酸の誘導体は、作用基が1,2 (近接)位であることによって、強力な分子内触媒を起こす。例えば、コハク酸ジアミドおよびエステルアミドの場合(以下のスキーム)のような、近接するアミド結合はアミドまたはエステル結合の加水分解を触媒することが周知である(Vigneron B, et al. Bull. Soc. Chim. Belg., (1960). 69: 616（非特許文献7）およびCohen T, and Lipowitz J, J. Am. Chem. Soc., (1964). 86: 5611（非特許文献8）)。
【０００６】
当技術分野の知識におけるこの進歩にもかかわらず、潜在的に自己分解可能な重合体としてコハク酸で構成されたものなどの、新しくてさらに良いポリアミドおよびポリ(エステルアミド)が必要とされている。
【０００７】
従来の重縮合(PC)法、つまり溶融しているかまたは高沸点の有機溶媒中での高温PC (HTPC)、および溶液中または界面での低温PC (LTPC)を用いた高分子量ポリ(コハク酸アミド)の合成は、五員のスクシンイミド環化の形成と関連する、広範な鎖終結のために問題がある。
【０００８】
このため、高分子量の塗膜形成ポリアミド(PA)は、1986年まで文献に記述されていなかった。その後、Katsaravaら(Makromol. Chem., B.(1986). 187: 2053)（非特許文献9）は、溶液活性重縮合(APC)を用いた温和な条件下での、ジアミン(遊離塩基)との活性なスクシナートの相互作用により得られる高分子量ポリ(スクシンアミド)の初合成に関する報告を行った。
【０００９】
しかしながら、遊離ジアミンの代わりにジ-p-トルエンスルホン酸塩を用いたアミノ酸に基づくポリ(エステルアミド)の合成にこの手法を適用することで、脆性塗膜を形成する低分子量ポリ(エステルアミド)が得られた。この結果は、HTPCおよびLTPCにおけるほどではないが、環化に好ましく、いくぶんのイミド形成を起こしうる、比較的厳しい反応条件(例えば、80℃)を用いることの必要性に起因する可能性がある。しかしながら、環化の程度は鎖終結を引き起こすほど十分に高く、これがPEAの分子量の減少を引き起こした。この結果は、活性なスクシナートにおける一つのエステル基の相互作用の後に、最初のものと同じくらい活性であり、アミノ分解(鎖成長)反応と並行して環形成(鎖終結)反応に関与しうるさらなるエステル基が存在するという事実によるものであった。
【００１０】
80年代初めに、Tsamantakisら(Angew. Makrom. Chem. (1982) 104: 19-30)（非特許文献10）は、ジエステル-二酸型の新しい単量体およびその活性なジ-(p-ニトロフェニル)エステルを報告している。これらの研究では、アルキレン-ジカルボキシラート単量体の合成には、コハク酸またはグルタル酸およびα,ω-ジオールを要した。ジオールのビス-スクシナートまたはビス-グルタラートを脂肪族または芳香族ジアミンと成功裏に重縮合して、中度から高度(最大1.76 dL/gまで)の固有粘度を有する重合体を得ている。しかしながら、得られた分解性重合体は毒性のジアミンを含有しており、その生物医学的応用の可能性を限定するものであった。
【００１１】
それゆえ、アルキレン-ジカルボキシラートを含有するの生体適合性かつ生分解性のポリ(エステル-アミド) (PEA)の合成のための新しくてさらに良い方法、このようなPEAを含有する組成物、およびその使用法が必要とされている。そのようなPEA組成物の作出で用いる新しいアルキレンジカルボキシラートも、必要とされている。
【００１２】
【非特許文献１】K. DeFife et al. Transcatheter Cardiovascular Therapeutics - TCT 2004 Conference. Poster presentation. Washington DC. 2004
【非特許文献２】G. Tsitlanadze, et al. J. Biomater. Sci. Polymer Edn. (2004). 15:1-24
【非特許文献３】Cook, AD, et al. J. Biomed. Mater. Res., (1997). 35: 513-523
【非特許文献４】Vert M., J. Macromol. Sci. Pure Appl. Chem. A. (1995). 32: 787-97
【非特許文献５】Mayer JM, Kaplan DL, Trends Polym. Sci. (1994). 2: 227-8
【非特許文献６】Shirahama H, et al, J. Appl. Polym. Sci. (2001). 80: 340-347
【非特許文献７】Vigneron B, et al. Bull. Soc. Chim. Belg., (1960). 69: 616
【非特許文献８】Cohen T, and Lipowitz J, J. Am. Chem. Soc., (1964). 86: 5611
【非特許文献９】Katsaravaら(Makromol. Chem., B.(1986). 187: 2053)
【非特許文献１０】Tsamantakisら(Angew. Makrom. Chem. (1982) 104: 19-30)
【発明の開示】
【００１３】
発明の概要
本発明は、脂肪族二酸含有のPEA重合体と比べて加水分解速度の顕著な改善を伴う、新たな脂肪族ジエステル-二酸含有のPEA重合体組成物の発見に基づく。ビス(α-アミノ酸)-α,ω-アルキレン-ジエステルは、活性重縮合(APC)に有用な、ジアミン単量体の一種であり、これは二つの脂肪族エステル結合を本来含有している。そのようなエステル基は種々のエステラーゼによって酵素的に認識されうる。例えば、活性化二酸エステルとのジアミン単量体の縮合は、エステルおよびアミド官能性を有するPEA巨大分子をもたらす。本発明のPEA組成物において使用される二酸は、非毒性の脂肪脂肪族同族体を含む。本発明による活性重縮合に有用なさらなる二酸型の化合物は、短い脂肪族の非毒性ジオールおよび二酸でできた、下記式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラートである。
【００１４】
これらの分子は、生物的(酵素的)および非生物的な加水分解によって容易に切断できる、二つのエステル基を本来含有している。本発明のPEA重合体組成物は、既知のPEA重合体と比べて基本鎖単位中のエステル基の数が増えており、このエステル基は、アルキレン鎖を有する脂肪族二酸で構成された重合体よりも迅速な生分解性を与える。さらに、本発明のPEA重合体組成物は、さらなる鎖柔軟性を重合体に導入するために、第二のC-保護L-リジンに基づく単量体を任意で含有してもよい。
【００１５】
したがって一つの態様において、本発明は、生分解性重合体組成物を提供し、生分解性重合体組成物は、
一般構造式(I)により表される化学式を有するPEA重合体であって、
式中、nが約5〜約150の範囲であり; R1が、下記式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラート、あるいは(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレンとの組み合わせでα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)-(C1〜C8)アルカン、3,3'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸もしくは4,4'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、または治療用二酸の飽和もしくは不飽和残基の残基から独立して選択され; かつここで式(III)中のR5およびR6が、(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され; 個々のn単位中のR3が、水素、(C1〜C6)アルキル、(C2〜C6)アルケニル、(C2〜C6)アルキニル、(C6〜C10)アリール(C1〜C6)アルキル、および-(CH2)2SCH3からなる群より独立して選択され; かつR4が、(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレン、(C2〜C8)アルキルオキシ (C2〜C20)アルキレン、構造式(II)の1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールの二環式断片(bicyclic-fragment)、飽和または不飽和の治療用ジオール残基、およびその組み合わせからなる群より独立して選択される、PEA重合体
；
または構造式(IV)により表される化学式を有するPEA重合体であって、
式中、nが約5〜約150の範囲であり、mが約0.1〜0.9の範囲であり; pが約0.9〜0.1の範囲であり; R1が、構造式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラート、あるいは(C2〜C20)アルキレンおよび(C2〜C20)アルケニレンとの組み合わせでα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)-(C1〜C8)アルカン、3,3'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、4'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、または治療用二酸の飽和もしくは不飽和残基の残基から独立して選択され; かつ
ここで式(III)中のR5およびR6が、(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され; 各R2が独立して、水素、(C1〜C12)アルキル、(C6〜C10)アリールまたは保護基であり; 個々のm単量体中のR3が、水素、(C1〜C6)アルキル、(C2〜C6)アルケニル、(C2〜C6)アルキニル、(C6〜C10)アリール(C1〜C6)アルキル、および-(CH2)2SCH3からなる群より独立して選択され; かつR4が、(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレン、(C2〜C8)アルキルオキシ、(C2〜C20)アルキレン、構造式(II)の1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールの二環式断片、飽和または不飽和の治療用ジオール残基およびその組み合わせからなる群より独立して選択され; R7が独立して(C2〜C20)アルキルまたは(C2〜C20)アルケニルである、PEA重合体
を含む。
【００１６】
別の態様において、本発明は、本発明のPEA重合体を含む外科装置を提供する。
【００１７】
別の態様において、本発明は、構造式(III)により表される化学式を有するアルキレン-ジカルボキシラートを調製するための方法であって、式中R5およびR6が(C2〜C12)アルキレン、(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され、R5が環状の脂肪族五員、六員または七員の無水物に含まれ、かつ式中R6がジオールに含まれるものであり、適当な溶媒および触媒の存在下において前記無水物と前記ジオールを相互作用させる段階による方法を提供する。
【００１８】
別の態様において、本発明は、R5が(CH2)2、(CH2)3、またはCH=CHから選択され; かつR6が(CH2)3、(CH2)4、(CH2)6または(CH2)8から選択される、構造式(III)により表される化学構造を有する化合物を提供する。
【００１９】
発明の詳細な説明
本発明は、非脂肪族二酸含有のPEA重合体と比べて加水分解速度の顕著な改善を伴う、新たな脂肪族二酸含有のPEA重合体組成物の発見に基づく。本発明のPEA重合体の作出に使用する脂肪族二酸は、二つのエステル基を本来含有しているので、この重合体は生物的(酵素的)および非生物的な加水分解によって容易に切断することができる。本発明のPEA重合体組成物は、既知のPEA重合体と比べて基本鎖単位中のエステル基の数が増えており、このエステル基は、アルキレン鎖を有する脂肪族二酸で構成された重合体よりも迅速な生分解性を与える。さらに、本発明のPEA重合体組成物は、さらなる鎖柔軟性を重合体に導入するために、C-保護L-リジンに基づく単量体のような、第二の単量体を任意で含有してもよい。
【００２０】
したがって一つの態様において、本発明は、生分解性重合体組成物を提供し、生分解性重合体組成物は、
一般構造式(I)により表される化学式を有するPEA重合体であって、
式中、nが約5〜約150の範囲であり; R1が、下記式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラート、あるいは(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレンとの組み合わせでα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)-(C1〜C8)アルカン、3,3'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸もしくは4,4'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、または治療用二酸の飽和もしくは不飽和残基の残基から独立して選択され; かつここで式(III)中のR5およびR6が、(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され; 個々のn単位中のR3が、水素、(C1〜C6)アルキル、(C2〜C6)アルケニル、(C2〜C6)アルキニル、(C6〜C10)アリール(C1〜C6)アルキル、および-(CH2)2SCH3からなる群より独立して選択され; かつR4が、(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレン、(C2〜C8)アルキルオキシ、(C2〜C20)アルキレン、構造式(II)の1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールの二環式断片、飽和または不飽和の治療用ジオール残基、およびその組み合わせからなる群より独立して選択される、PEA重合体
；
または構造式(IV)により表される化学式を有するPEA重合体であって、
式中、nが約5〜約150の範囲であり、mが約0.1〜0.9の範囲であり; pが約0.9〜0.1の範囲であり; R1が、構造式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラート、あるいは(C2〜C20)アルキレンおよび(C2〜C20)アルケニレンとの組み合わせでα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)-(C1〜C8)アルカン、3,3'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、4'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、または治療用二酸の飽和もしくは不飽和残基の残基から独立して選択され;
ここで式(III)中のR5およびR6が、(C2〜C12)アルキレン、(C2〜C12)アルケニレン、およびその組み合わせから独立して選択され; 各R2が独立して、水素、(C1〜C12)アルキル、(C6〜C10)アリールまたは保護基であり; 個々のm単量体中のR3が、水素、(C1〜C6)アルキル、(C2〜C6)アルケニル、(C2〜C6)アルキニル、(C6〜C10)アリール(C1〜C6)アルキル、および-(CH2)2SCH3からなる群より独立して選択され; かつR4が(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレン、(C2〜C8)アルキルオキシ(C2〜C20)アルキレン、構造式(II)の1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールの二環式断片、飽和または不飽和の治療用ジオール残基およびその組み合わせからなる群より独立して選択され; かつR7が独立して(C2〜C20)アルキルまたは(C2〜C20)アルケニルである、PEA重合体、
の少なくとも一つまたはブレンドを含む。好ましくは、R7が、(C3〜C6)アルキルまたは(C3〜C6)アルケニル; 最も好ましくは-(CH2)4-である。
【００２１】
構造式(I)のPEAにおいて、R1が式(III)に等しいなら、PEAは構造式(V)により表される化学構造を有すると考えられる。
【００２２】
本発明の重合体で用いる典型的な保護基は、t-ブチルまたは当技術分野において公知の他のものである。1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールの二環式断片は、D-グルシトール、D-マンニトールまたはL-イジトール、例えばイソソルビド(1,4:3,6-ジアンヒドロソルビトール)のような、「糖アルコール」から誘導することができる。
【００２３】
本発明の実践において有用なα,ω-アルキレン二酸のクラスの化学式は、R5およびR6が(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択されうる構造式(III)により表される。一つの態様において、R5はC2〜C4アルキレンまたはC2〜C4アルケニレンから選択することができ、R6は(C2〜C8)アルキレンから選択することができる。
【００２４】
本発明の実践で用いるのに適した式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラートの二酸の公知例は、1,4-ヒドロキシブチルジスクシナート(ここではR5 = (CH2)2、R6 = (CH2)4)、1,3-ヒドロキシプロピルジマロナート(ここではR5 = (CH=CH)、R6 = (CH2)3）、および1,6-ヒドロキシヘキシルジグルタラート(ここではR5 = (CH2)3、R6 = (CH2)6)を含む。
【００２５】
構造式(IまたはV)の本発明のPEA重合体におけるn単量体は同じであってよく、この場合、重合体は本明細書において「ホモ重合体」と呼ばれる。あるいは、構成要素(すなわち、ジオール、二酸およびα-アミノ酸)の異なる組み合わせを用いて作られる、構造(I)の本発明のPEA重合体におけるn単量体は異なってもよく、この場合、重合体は本明細書において「共重合体」と呼ばれる。L-リジンに基づく単量体pを含む、構造(IV)の本発明のPEA重合体におけるm単量体は、同じであってもまたは異なってもよい。
【００２６】
本明細書において用いられる場合、「二酸の残基」という用語は、二酸の二つのカルボキシル基を除いた、本明細書において記述の、ジカルボン酸の部分を意味する。本明細書において用いられる場合、「ジオールの残基」という用語は、ジオールの二つのヒドロキシル基を除いた、本明細書において記述の、ジオールの部分を意味する。その「残基」を含有する対応の二酸またはジオールを、共重合体組成物の合成において使用する。二酸またはジオールの残基は、本明細書において、例えば実施例において記述の通りである、組成物に使用されるα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)アルカン含有重合体の特性に依る、制御された様式での生分解による重合体組成物からの放出によって、インビボで(またはpH、水性媒体などの類似の条件下で)対応するジオールまたは二酸に再構成される。
【００２７】
本明細書において用いられる場合、「α-アミノ酸含有の」および「α-アミノ酸」という用語は、アミノ基、カルボキシル基および本明細書において定義のR3基を含有する化合物を意味する。本明細書において用いられる場合、「生物学的α-アミノ酸含有の」および「生物学的α-アミノ酸」という用語は、合成に使用されるα-アミノ酸が、フェニルアラニン、ロイシン、グリシン、アラニン、バリン、イソロイシン、メチオニン、またはその混合物であることを意味する。
【００２８】
本明細書において用いられる「生物活性剤」という用語は、重合体主鎖に組み込まれているのではなく、アルキレン二酸含有のPEA重合体内に分散されている本明細書において開示の生物活性剤を意味する。一つまたは複数のそのような生物活性剤が、本発明の重合体組成物に任意で含まれてもよい。本明細書において用いられる場合、生物活性剤を指すよう用いられる「分散(された)」という用語は、生物活性剤が本発明の重合体組成物の中に分散され、混合され、溶解され、ホモジナイズされ、かつ/または共有結合されている(「分散されている」)、例えば、組成物のPEA重合体中の官能基に、または本発明のPEA重合体組成物を用いて作出された重合体粒子もしくは医療装置の表面に、付着されていることを意味する。
【００２９】
単量体における飽和または不飽和アルキルジオールの残基の使用は、得られる重合体の伸長特性をもたらす。第二の、L-リジンに基づく単量体を、本発明の重合体の中に任意で含有させて、重合体の熱機械的特性をさらに制御するよう選択できるさらなるジオール残基を導入してもよい。
【００３０】
不飽和基を含有する生分解性重合体は、さまざまな用途に対する可能性がある。例えば、不飽和基を、さらなる修飾に有用な、エポキシまたはアルコールなどの他の官能基に変換することができる。それらの架橋結合は、重合体の熱的および機械的特性を増強する可能性がある。
【００３１】
本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体は、疎水性、重合体を押し出すのに十分な剛性を与えるための比較的高いガラス転移温度(Tg)、および脆弱性を阻止するのに十分な伸長特性の組み合わせを示す。ある種の態様において、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物における個々の単量体単位は、本明細書において開示の、複数の異なるα-アミノ酸の一つに基づき、生分解の間にそれをもたらすよう分解しうる。
【００３２】
他のPEA重合体のように、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物は、組成物の重合体の中に分散されている少なくとも一つの生物活性剤をインビボで送達するために使用することができる。本発明のPEA重合体組成物は、長時間にわたり制御された様式で重合体から少なくとも一つの生物活性剤を放出するように、酵素作用によってインビボで生分解する。したがって、本発明は、疎水性、比較的高いガラス転移温度(Tg < 37℃)、および伸長特性または柔軟特性の組み合わせを必要とする、ある種の用途に適した新たなPEA重合体を提供する。さらに、理論的には、本発明のPEA重合体中のビス(α-アミノ酸)-ジオール-ジエステル共単量体は、各ビス(α-アミノ酸)構成要素中に、本明細書において開示されている複数のアミノ酸のうちの異なる一つを各々含有しうるので、本発明のPEA重合体組成物は、そのようなα-アミノ酸のうちの異なる一つまたは複数を生ずるように分解しうる。
【００３３】
本発明のPEA重合体組成物を記述するよう本明細書において用いられる「生分解性かつ生体適合性」という用語は、重合体が身体の正常機能において無害の生成物に分解されうることを意味する。これは、PEA重合体の製作に使用されるアミノ酸が生物学的L-α-アミノ酸である場合、特にあてはまる。これらのPEA重合体組成物は、エステラーゼにより加水分解可能なエステル基、および生分解性をもたらす酵素的に切断可能なアミド結合を含み、典型的には、主にアミノ基により、鎖終結されている。任意で、重合体のアミノ末端をアセチル化するか、またはさもなくばその他任意の酸を含有する生体適合性分子への結合により別の方法でキャップし、限定するものではないが、有機酸、生体不活性な生物製剤、および本明細書において記述の生物活性剤を含めてもよい。一つの態様において、重合体組成物の全体、およびそれから作られた任意の粒子、または医療装置は、実質的に生分解性である。
【００３４】
一つの代替態様において、少なくとも一つのn単量体中のR3はCH2Phであり、合成に使用されるα-アミノ酸はL-フェニルアラニンである。単量体内のR3が-CH2-CH(CH3)2である代替態様において、重合体はα-アミノ酸、ロイシンを含有する。R3を変えることで、他のα-アミノ酸、例えば、グリシン(R3が-Hである場合)、アラニン(R3が-CH3である場合)、バリン(R3が-CH(CH3)2である場合)、イソロイシン(R3が-CH(CH3)-CH2-CH3である場合)、フェニルアラニン(R3が-CH2-C6H5である場合); リジン(R3が-(CH2)4-NH2である場合); またはメチオニン(R3が-(CH2)2S(CH3)2である場合)を用いることもできる。
【００３５】
重合体が式IまたはIVのPEA、PEURまたはPEUであるさらなる態様において、R3の少なくとも一つはさらに、R3が環化して、構造式(XIV)により表される化学構造を形成する-(CH2)3-でありうる。
R3が-(CH2)3-である場合、ピロリジン-2-カルボン酸(プロリン)に類似のα-イミノ酸を用いる。
【００３６】
「アリール」という用語は、フェニル基または少なくとも一つの環が芳香族である、約9〜10個の環原子を有するオルト縮合二環式炭素環基を示すよう本明細書における構造式に関連して用いられる。ある種の態様において、環原子の一つまたは複数を、ニトロ、シアノ、ハロ、トリフルオロメチル、またはトリフルオロメトキシの一つまたは複数で置換することができる。アリールの例としては、フェニル、ナフチル、およびニトロフェニルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３７】
「アルケニレン」という用語は、主鎖中または側鎖中に少なくとも一つの不飽和結合を含有する二価の分枝または非分枝炭化水素鎖を意味するよう本明細書における構造式に関連して用いられる。
【００３８】
さらに、本発明の実践で用いるのに適したアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物は、生物活性剤の重合体への共有結合の選択を可能にする官能性を持つ。例えば、遊離カルボキシル基を持つ重合体は、アミノ部分と容易に反応し、その結果、得られるアミド基を介して重合体にペプチドを共有結合させることができる。本明細書において記述されるように、生分解性重合体および生物活性剤は、生物活性剤を生分解性重合体に共有結合させるのに使用できる多数の相補的な官能基を含有することができる。
【００３９】
本発明の実践で用いるのに企図されるものに関連するPEA重合体および合成方法のさらなる例としては、米国特許第5,516,881号; 同第5,610,241号; 同第6,476,204号; および同第6,503,538号に、ならびに米国特許出願第10/096,435号; 同第10/101,408号; 同第10/143,572号; 同第10/194,965号および同第10/362,848号に記載のものが挙げられる。
【００４０】
ある種の態様において、本明細書において記述の、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物から作出されるかまたはそれを含有する、粒子または医療装置は、インプラントまたは使用の部位での処置過程において、被験体の内因性過程が粒子または重合体分子を組成物からゆっくり放出可能とするのに十分な時間にわたって、重合体およびその中に分散されている任意の生物活性剤をその部位に保持することにより、積極的な役割を果たす。その一方で、被験体の内因性過程は、重合体の中に分散されている生物活性剤を放出するように重合体を生分解する。壊れやすい任意の生物活性剤を、さらにゆっくり生分解する重合体によって保護して、使用の部位、例えばインプラントでの生物活性剤の半減期および持続性を局所的に増大させる。
【００４１】
生物活性剤を有する重合体の取り込みは安全である。諸研究から、被験体が重合体分解産物を代謝/除去できることが明らかにされている。本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物は、それゆえ、移植それ自体により引き起こされる任意の外傷は別として、インプラントの部位でも全身的にでも共に被験体にとって実質的に非炎症性である。
【００４２】
一般式でα-アミノ酸を含有するPEA重合体を作出する方法は、当技術分野において周知である。例えば、式(I)の重合体の態様の場合、α-アミノ酸は、例えば、α-アミノ酸を本明細書において記述のジオールと縮合することで、ビス(α-アミノ酸)-ジオール-ジエステル単量体に変換することができる。結果として、エステル結合が形成される。その後、ビス(α-アミノ酸)-ジオール-ジエステルを、セバシン酸またはα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)アルカン二酸のような二酸との重縮合反応に入れて、エステル結合およびアミド結合を両方有する最終の重合体を得る。あるいは、二酸の代わりに、活性化された二酸誘導体、例えば、ジ-(p-ニトロフェニル)エステルを化学構造(I)の重合体に使用してもよい。
【００４３】
より詳しくは、前述の構造(I)または(IV)の生分解性重合体として有用な不飽和ポリ(エステル-アミド) (UPEA)の合成を記述し、ここでは例えば、
かつ/または(b) R3は-CH2-CH=CH-CH2-である。(a)が存在しかつ(b)が存在しない場合、R3は-C4H8-または-C6H12-でありうる。(a)が存在せずかつ(b)が存在する場合、R1は-C4H8-または-C8H16-でありうる。
【００４４】
UPEAは、(1) ジオール残基の中に少なくとも一つの二重結合を含む、ビス(α-アミノ酸)ジエステルのジ-p-トルエンスルホン酸塩、構造式(III)のジオールを含む、ビス(α-アミノ酸)-アルキレン-ジエステルのジ-p-トルエンスルホン酸塩、および飽和ジカルボン酸のジ-(p-ニトロフェニル)エステル、または(2) ジオール残基の中に二重結合を含まない、二つのビス(α-アミノ酸)アルキレン-ジエステルのジ-p-トルエンスルホン酸塩、および不飽和ジカルボン酸のジ-(p-ニトロフェニル)エステル、または(3) 重合体の一般構造式におけるジオール残基、構造式(III)を有する他のジオール残基のうちの一つの中に少なくとも一つの二重結合を含む、二つのビス(α-アミノ酸)-ジオール-ジエステルのジ-p-トルエンスルホン酸塩、および不飽和ジカルボン酸のジ-ニトロフェニルエステル、のいずれかの溶液重縮合により調製することができる。
【００４５】
p-トルエンスルホン酸の塩は、アミノ酸残基を含有する重合体の合成での使用で知られている。ビス(α-アミノ酸)-アルキレン-ジエステルのアリールスルホン酸塩は再結晶を通じて容易に精製され、かつ後処理の間ずっと、アミノ基を安定なアンモニウムトシラートとするため、アリールスルホン酸塩が遊離塩基の代わりに使用される。重縮合反応において、求核性アミノ基は、トリエチルアミンのような有機塩基の添加を通じて容易に暴露されるため、重合体生成物が高収率で得られる。
【００４６】
構造(I、IVまたはV)の不飽和重合体の場合、不飽和ジカルボン酸のジ-(p-ニトロフェニル)エステルは、p-ニトロフェノールおよび不飽和ジカルボン酸塩化物から、例えば、トリエチルアミンおよびp-ニトロフェノールをアセトンに溶解し、-78℃で撹拌しながら不飽和ジカルボン酸塩化物を滴下し、水の中に注ぎ入れて生成物を沈殿させることにより、合成することができる。適当な酸塩化物は、フマル酸、マレイン酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸、イタコン酸、エテニル-ブタン二酸および2-プロペニル-ブタン二酸の塩化物を含む。
【００４７】
本発明の組成物への導入のため、治療用ジオール単量体のビス(α-アミノ酸)ジエステル、または治療用二酸単量体のビス(カルボナート)を調製するのに使用できる適当な治療用ジオール化合物は、17-β-エストラジオールなどの、天然に存在する治療用ジオール、再狭窄および腫瘍増殖の抑制に有用な、天然および内因性ホルモンを含む(Yang, N.N., et al. Identification of an estrogen response element activated by metabolites of 17-β-estradiol and raloxifene. Science (1996) 273, 1222-1225; Parangi, S., et al., Inhibition of angiogenesis and breast cancer in mice by the microtubule inhibitors 2-methoxyestradiol and taxol, Cancer Res. (1997) 57, 81-86; およびFotsis, T., et al., The endogenous oestrogen metabolite 2-methoxyoestradiol inhibits angiogenesis and suppresses tumor growth. Nature (1994) 368, 237-239)。そのような内因的に存在する治療用ジオール分子の安全性プロファイルは、シロリムスのような、類似の有用性を有する合成分子および/または非内因性分子のものよりも優れていると考えられる。
【００４８】
PEA重合体の主鎖への治療用ジオールの組み込みは、例えば、混合ヒドロキシル（すなわち第二級およびフェノール性である）を含有する活性なステロイドホルモン17-β-エストラジオールを用いて達成することができる。PEA重合体を用いて粒子を製作し、この粒子を患者に、例えば、経皮経管冠動脈形成術(PTCA)後に移植する場合、インビボにおいて粒子から放出された17-β-エストラジオールは、患者での移植後の再狭窄を阻止する助けとなりうる。しかしながら、17-β-エストラジオールは、本発明によってPEA重合体の主鎖に組み込める、治療的特性を有するジオールの一例にすぎない。一つの局面において、第一級、第二級またはフェノール性ヒドロキシルを含有する任意の生物活性ステロイド-ジオールを、この目的に使用することができる。本発明で用いる生物活性ステロイドジオールから作出できる多くのステロイドエステルが、欧州特許出願第EP 0127 829 A2号に開示されている。
【００４９】
本発明の組成物において使用されるPEA重合体の汎用性のため、重合体主鎖に組み込まれる治療用ジオールまたは二酸の量は、重合体の構成要素の比率を変えることによって制御することができる。例えば、PEAの組成に応じて、17-β-エストラジオールの40% w/wまでの負荷を達成することができる。17-β-エストラジオールのさまざまな負荷比を有する二つの異なる規則的直鎖PEAを、以下のスキーム1に例示する。
同様に、重合体への治療用ジオールの負荷も、重合体の二つまたはそれ以上の構成要素の量を変えることで変化させることができる。
【００５０】
さらに、4-アンドロステン-3,17ジオール(4-アンドロステンジオール)、5-アンドロステン-3,17ジオール(5-アンドロステンジオール)、19-ノル5-アンドロステン-3,17ジオール(19-ノルアンドロステンジオール)のような、テストステロンまたはコレステロールに基づく合成ステロイド性ジオールは、本発明によるPEA重合体の主鎖に組み込むのに適している。さらに、本発明の重合体組成物の調製で用いるのに適した治療用ジオール化合物は、例えば、アミカシン; アムホテリシンB; アピサイクリン; アプラマイシン; アルベカシン; アジダムフェニコール; バンベルマイシン; ブチロシン; カルボマイシン; セフピラミド; クロラムフェニコール; クロルテトラサイクリン; クリンダマイシン; クロモサイクリン; デメクロサイクリン; ジアチモスルホン; ジベカシン、ジヒドロストレプトマイシン; ジリスロマイシン; ドキシサイクリン; エリスロマイシン; フォーチミシン; ゲンタマイシン; グルコスルホン ソラスルホン; グアメサイクリン; イセパマイシン; ジョサマイシン; カナマイシン; ロイコマイシン; リンコマイシン; ルセンソマイシン; リメサイクリン; メクロサイクリン; メタサイクリン; ミクロノマイシン; ミデカマイシン; ミノサイクリン; ムピロシン; ナタマイシン; ネオマイシン; ネチルマイシン; オレアンドマイシン; オキシテトラサイクリン; パロマイシン; ピパサイクリン; ポドフィリン酸2-エチルヒドラジン; プリマイシン; リボスタマイシン; リファミド; リファンピン; ラファマイシン(rafamycin)SV; リファペンチン; リファキシミン; リストセチン; ロキタマイシン; ロリテトラサイクリン; ラサラマイシン(rasaramycin); ロキシスロマイシン; サンサイクリン; シソマイシン; スペクチノマイシン; スピラマイシン; ストレプトマイシン; テイコプラニン; テトラサイクリン; チアンフェニコール; チオストレプトン(theiostrepton); トブラマイシン; トロスペクトマイシン; ツベラクチノマイシン; バンコマイシン; カンジシジン; クロルフェネシン; デルモスタチン(dermostatin); フィリピン; フンギクロミン(fungichromin); カナマイシン; ロイコマイシン; リンコマイシン; ルブセンソマイシン(lvcensomycin); リメサイクリン; メクロサイクリン; メタサイクリン; ミクロノマイシン; ミデカマイシン; ミノサイクリン; ムピロシン; ナタマイシン; ネオマイシン; ネチルマイシン; オレアンドマイシン; オキシテトラサイクリン; パラモマイシン; ピパサイクリン; ポドフィリン酸2-エチルヒドラジン; プリイシン(priycin); リボスタマイシン; リファミド; リファンピン; リファマイシンSV; リファペンチン; リファキシミン; リストセチン; ロキタマイシン; ロリテトラサイクリン; ロサラマイシン; ロキシスロマイシン; サンサイクリン; シソマイシン; スペクチノマイシン; スピラマイシン; ストレプトン; トブラマイシン(otbramycin); トロスペクトマイシン; ツベラクチノマイシン; バンコマイシン; カンジシジン; クロルフェネシン; デルモスタチン; フィリピン; フンギクロミン; メパルトリシン(meparticin); マイスタチン; オリゴマイシン; エリマイシン(erimycin)A; ツベルシジン; 6-アザウリジン; アクラシノマイシン; アンシタビン; アントラマイシン; アザシタジン; ブレオマイシン カルビシン; カルジノフィリンA; クロロゾトシン; クロモマイシン(chromomcin); ドキシフルリジン; エノシタビン; エピルビシン; ゲムシタビン; マンノムスチン; メノガリル; アトルバシ(atorvasi) プラバスタチン; クラリスロマイシン; ロイプロリン(leuproline); パクリタキセル; ミトブロニトール; ミトラクトール; モピダモール; ノガラマイシン; オリボマイシン; ペプロマイシン; ピラルビシン; プレドニムスチン; プロマイシン; ラニムスチン; ツベルシジン; ビネシン(vinesine); ゾルビシン; クメタロール; ジクマロール; エチルビスクマセタート; エチリジン(ethylidine)ジクマロール; イロプロスト; タプロステン; チオクロマロール; アミプリロース; ロムルチド; シロリムス(ラパマイシン); タクロリムス; サリチルアルコール; ブロモサリゲニン(bromosaligenin); ジタゾール; フェプラジノール; ゲンチシン酸; グルカメタシン; オルサラジン; S-アデノシルメチオニン; アジスロマイシン; サルメテロール; ブデソニド; アルブテアル(albuteal); インジナビル; フルバスタチン; ストレプトゾシン; ドキソルビシン; ダウノルビシン; プリカマイシン; イダルビシン; ペントスタチン; ミトキサントロン(metoxantrone); シタラビン; リン酸フルダラビン; フロクスウリジン; クラドリイン(cladriine); カペシタビン(capecitabien); ドセタキセル; エトポシド; トポテカン; ビンブラスチン; テニポシドなどを含む。治療用ジオールは、飽和または不飽和ジオールのいずれかであるように選択することができる。
【００５１】
本発明のPEA重合体組成物におけるアミド結合を調製するのに使用できる、適当な治療用天然および合成二酸は、例えば、バンベルマイシン; ベナゼプリル; カルベニシリン; カルジノフィリンA; セフィキシム; セフィニノクス(cefininox)セフピミゾール; セフォジジム; セフォニシド; セフォラニド; セフォテタン; セフタジジム; セフチブテン; セファロスポリンC; シラスタチン; デノプテリン; エダトレキサート; エナラプリル; リシノプリル; メトトレキセート; モキサラクタム; ニフェジピン; オサラジン; ペニシリンN; ラミプリル; キナシリン(quinacillin); キナプリル; テモシリン; チカルシリン; Tomudex(登録商標) (N-[[5-[[(1,4-ジヒドロ-2-メチル-4-オキソ-6-キナゾリニル)メチル]メチルアミノ]-2-チエニル]カルボニル]-L-グルタミン酸)などを含む。天然に存在する治療用二酸の安全性プロファイルは、治療用合成二酸のものを上回ると考えられる。治療用二酸は飽和または不飽和二酸のいずれであってもよい。
【００５２】
腫瘍阻害剤、細胞毒性代謝拮抗剤、抗生物質などとしての上記の治療用ジオールおよび二酸の化学的特性および治療的特性は当技術分野において周知であり、その詳細な説明は、例えば、The Merck Indexの第13版(Whitehouse Station, N.J., USA)に見出すことができる。
【００５３】
飽和および不飽和ジオールのビス(α-アミノ酸)-ジエステルのジアリールスルホン酸塩は、トルエン中でα-アミノ酸、アリールスルホン酸(例えば、p-トルエンスルホン酸一水和物)および飽和または不飽和ジオールを混合し、水の発生が最小になるまで還流温度に加熱し、その後冷却することにより調製することができる。不飽和ジオールは、例えば、2-ブテン-1,4-ジオールおよび1,18-オクタデカ-9-エン-ジオールを含む。
【００５４】
ジカルボン酸の飽和ジ-(p-ニトロフェニル)エステルおよびビス(α-アミノ酸)-アルキレン-ジエステルの飽和ジ-p-トルエンスルホン酸塩は、米国特許第6,503,538 B1号に記述されているように調製することができる。
【００５５】
本発明における、本発明のビス(α-アミノ酸)-アルキレン-ジエステル含有の重合体組成物は、前述の成分の重縮合により作出されるポリ(エステルアミド) (PEA)であるが、この成分は、ビス(α-アミノ酸)-1,4:3,6-ジアンヒドロソルビトールジエステルのジ-p-トルエンスルホン酸塩; ビス(α-アミノ酸)-脂肪族α,ω-ジオールジエステルのジ-p-トルエンスルホン酸塩、およびアルキレンジカルボン酸のジ-(p-ニトロフェニル)エステルを含むことができる。p-ニトロフェニルエステルは、反応方程式の右側に進めるよう縮合反応を促進できる非常に良好な離脱基であり、その結果、重合体生成物が高収率で得られるので、ジカルボン酸のジ-(p-ニトロフェニル)エステルが使用される。さらに、ジ-(p-ニトロフェニル)エステルは後処理の間中安定であり、開放的な雰囲気の中で取り扱われ乾燥されうる。
【００５６】
不飽和ジオールのビス(α-アミノ酸)ジオール-ジエステルのジアリールスルホン酸塩は、トルエン中でα-アミノ酸、p-アリールスルホン酸(例えば、p-トルエンスルホン酸一水和物)および飽和または不飽和ジオールを混合し、水の発生が最小になるまで還流温度に加熱し、その後冷却することにより、調製することができる。不飽和ジオールは、例えば、2-ブテン-1,4-ジオールおよび1,18-オクタデカ-9-エン-ジオールを含む。
【００５７】
米国特許第6,503,538号中の、構造式(III)を有するジアミン単量体の実施例は、米国特許第6,503,538号の実施例1での(III)の代わりにビス(L-フェニルアラニン)-2-ブテン-1,4-ジエステルのp-トルエンスルホン酸塩を使うことにより、または米国特許第6,503,538号の実施例1での(V)の代わりにフマル酸ビス(p-ニトロフェニル)を使うことにより、または米国特許第6,503,538号の実施例1でのIIIの代わりにビス(L-フェニルアラニン)-2-ブテン-1,4-ジエステルのp-トルエンスルホン酸塩を使うことにより、および同様に米国特許第6,503,538号の実施例1での(V)の代わりにフマル酸ビス(p-ニトロフェニル)を使うことにより、提供される。
【００５８】
不飽和PEAでは、以下があてはまる: アミノキシル基、例えば、4-アミノTEMPOを、縮合剤としてカルボニルジイミダゾール、または適当なカルボジイミドにより付着させることができる。任意で、本明細書において記述の生物活性剤を、二重結合官能基、好ましくは重合体主鎖中の生物活性剤の残基に存在しないものを介して付着させてもよい。必要に応じて、ポリ(エチレングリコール)ジアクリラートへの結合により、親水性を与えることができる。
【００５９】
関連するPEA重合体の合成の記述および方法は、米国特許第5,516,881号; 同第6,476,204号; 同第6,503,538号に; および米国特許出願第10/096,435号; 同第10/101,40号 Shirahama H, et al, J. Appl. Polym. Sci. (2001). 80: 340-347; 同第10/143,572号; 同第10/194,965号; 同第10/362,848号、同第10/346,848号、同第10/788,747号におよび仮出願第60/576,239号に記載されており、これらの各々の内容全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００６０】
本明細書において記述するアルキレン二酸含有のPEA重合体は、15,000〜600,000ダルトンに及ぶ重量平均分子量を有し; これらの重合体および共重合体は、典型的には、0.3〜2.0に及ぶ、好ましくは0.4〜1.7に及ぶ、標準的な粘度測定法により測定される25℃での固有粘度を有する。
【００６１】
本明細書における分子量および多分散性は、ポリスチレン標準物質を用いてゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される。より詳しくは、数および重量平均分子量(MnおよびMw)は例えば、高圧液体クロマトグラフィーポンプ、Waters 486 UV検出器およびWaters 2410示差屈折率検出器を備えたModel 510ゲル浸透クロマトグラフィー(Water Associates, Inc., Milford, MA)を用いて測定される。0.1% LiClのN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)溶液を溶離液(1.0 mL/分)として使用する。狭い分子量分布を有するポリスチレン(PS)標準物質をGPC曲線の較正に使用した。
【００６２】
本明細書において記述するアルキレン二酸含有のPEA重合体は、二つのビス(α-アミノ酸)-アルキレン-ジエステル含有の単位および任意のL-リジンに基づく単量体の、さまざまな分子量およびさまざまな相対的比率で製作することができる。特定の用途に適した分子量は、本明細書において含まれる指針および開示される熱機械的特性に基づき、当業者によって容易に判定される。すなわち、例えば、適当な分子量は、おおよそ約15,000〜約500,000ダルトン、例えば約15,000〜約300,000ダルトン、または約15,000〜約200,000ダルトンと考えられる。
【００６３】
本発明の組成物、生分解性の医療装置および使用法において有用なPEA重合体は、酵素作用によりその表面で生分解する。それゆえ、この重合体、例えばその粒子は長期にわたって特定かつ一定の、制御された放出速度で、重合体の中に分散されている生物活性剤のインビボでの放出を促進する。あるいは、PEA重合体は有害な副生物の生成なしに酵素を介してインビボで分解するので、分解によって生物学的なα-アミノ酸を生成するものなどの本発明の組成物および医療装置中の重合体は、実質的に非炎症性である。
【００６４】
前述の構造(I)の生分解性重合体として有用な不飽和ポリ(エステル-アミド) (UPEA)の合成を、次に記述する。構造(II)を有する化合物は、米国特許第6,503,538号の(III)のR4および/または同第6,503,538号の(V)のR1が前述の(C2〜C20)アルケニレンである以外は、米国特許第6,503,538 B1号の化合物(VII)と類似の様式で作出することができる。同第6,503,538号の(III)の二つのジアミン単量体R4の異なる供給原料比を含有する不飽和共重合体co-UPEAは、前述の(C2〜C20)アルケニレンおよび1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトール残基の組み合わせを有すると考えられる。および/または同第6,508,538号の(V)中のR1は、(C2〜C20)アルケニレンまたは種々の供給原料比を有する脂肪酸残基およびアルケニレンの組み合わせである。反応は、例えば、無水トリエチルアミンを、無水N,N-ジメチルアセトアミド中で同第6,503,538号の(III)および(IV)ならびに同第6,503,538号の(V)の混合物に室温で添加し、その後温度を80℃まで上げて16時間撹拌し、その後反応溶液を室温まで冷却し、エタノールで希釈し、水に注ぎ入れ、重合体を分離し、分離した重合体を水で洗浄し、減圧下で約30℃に乾燥し、その後p-ニトロフェノールおよびp-トルエンスルホン酸についての試験結果が陰性となるまで精製することにより行う。同第6,503,538号の好ましい反応物(IV)はL-リジンベンジルエステルのp-トルエンスルホン酸塩であり、ベンジルエステル保護基は、生分解性を付与するために(I)から好ましくは除去されるが、水素化分解は所望の二重結合を飽和しうるため、米国特許第6,503,538号の実施例22のように水素化分解によって除去すべきではなく、それよりも不飽和を保存しうる方法（例えばフルオロ酢酸またはガス状HFでの処理）により、ベンジルエステル基を酸基に変換すべきである。あるいは、同第6,503,538号のリジン反応物(IV)を、最終生成物において不飽和を保存しながら容易に除去できる、ベンジルとは異なる保護基により保護してもよく、例えば、リジンに基づく反応物をt-ブチルで保護してもよく(例えば、反応物はリジンのt-ブチルエステルであってよく)、t-ブチルを酸を用いた生成物(II)の処理により、不飽和を保存しながら「H」の形態(遊離カルボン酸)に変換してもよい。
【００６５】
構造式(I)または(Vを有する不飽和化合物では、以下があてはまる: アミノ置換アミノキシル(N-オキシド)ラジカル保有基、例えば、4-アミノTEMPOを、縮合剤としてカルボニルジイミダゾール、または適当なカルボジイミドにより付着させることができる。本明細書において記述の生物活性剤などを、任意で二重結合官能基を介して付着させてもよい。ポリ(エチレングリコール)ジアクリラートへの結合により、親水性を与えることができる。
【００６６】
本発明の実践で用いるのに企図される重合体は、当技術分野において周知のさまざまな方法によって合成することができる。例えば、トリブチルスズ(IV)触媒は、ポリ(カプロラクトン)、ポリ(グリコリド)、ポリ(ラクチド)などのようなポリエステルを生成するために一般的に用いられる。しかしながら、本発明の実践で用いるのに適した重合体を生成するために、多種多様な触媒を使用できることが理解される。使用を企図するそのようなポリ(カプロラクトン)は下記の例示的な構造式(VII)を有する。
【００６７】
使用を企図するポリ(グリコリド)は、下記の例示的な構造式(VIII)を有する。
【００６８】
使用を企図するポリ(ラクチド)は、下記の例示的な構造式(IX)を有する。
【００６９】
アミノキシル部分を含む適当なポリ(ラクチド-コ-ε-カプロラクトン)の例示的合成を以下に示す。第一段階は、構造式(X)の重合体を生成するための、触媒としてオクチル酸第一スズを用いたベンジルアルコールの存在下でのラクチドとε-カプロラクトンとの共重合を含む。
【００７０】
その後、ヒドロキシ末端重合体鎖を無水マレイン酸によりキャップして、構造式(XI)を有する重合体鎖を生成することができる。
【００７１】
この時点で、4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシをカルボキシル末端基と反応させて、4-アミノ基とカルボン酸末端基との間の反応により生じるアミド結合を介して、アミノキシル部分を共重合体に共有結合させることができる。あるいは、マレイン酸キャップ共重合体にポリアクリル酸を結び付けて、その後のさらなるアミノキシル基の付着のためのさらなるカルボン酸部分を供与することができる。
【００７２】
三つの構成要素単位の含有量および相対的比率の賢明な選択により、当業者は、生分解性でも生体適合性でもある本発明のビス(α-アミノ酸)-含有のPEA重合体であって、広範囲の熱機械的特性を保有するものを得ることができる。
【００７３】
ある種の態様において、生物活性剤は、多種多様の適当な官能基を介して生分解性重合体に共有結合させることができる。例えば、生分解性重合体がポリエステルである場合、カルボキシル基鎖末端を使用して、ヒドロキシ、アミノ、チオなどのような、生物活性剤の相補的部分と反応させることができる。多種多様の適当な試薬および反応条件が、例えば、March's Advanced Organic Chemistry, Reactions, Mechanisms, and Structure, Fifth Edition, (2001); およびComprehensive Organic Transformations, Second Edition, Larock (1999)に開示されている。
【００７４】
他の態様において、化学結合の形成なしで重合体に「負荷する」ことにより、生物活性剤は重合体の中に分散されてもよく、または生物活性剤は、アミン、ヒドロキシル(アルコール)もしくはチオールなどのような、重合体中の任意の遊離官能基に結合されて直接結合を形成してもよい。そのような結合は、適切に官能化された出発材料から、当技術分野において公知である合成手順を用いて形成することができる。
【００７５】
例えば、本発明の重合体を、重合体のカルボキシル基(例えば、COOH)を介して生物活性剤に結合することができる。具体的には、構造(IおよびII)の化合物を生物活性剤のアミノ官能基または生物活性剤のヒドロキシル官能基と反応させて、それぞれ、アミド結合またはエステル結合を介して付着された生物活性剤を有する、生分解性、生体適合性の重合体を供与することができる。別の態様において、重合体のカルボキシル基を、ハロゲン化アシル、酸無水物/「混合」無水物、または活性エステルに変換することができる。
【００７６】
あるいは、生物活性剤はリンカーを介して重合体に付着されてもよい。実際に、生分解性重合体の表面の疎水性を改善するため、酵素活性化に向けた生分解性重合体の到達性を改善するため、および生分解性重合体の放出プロファイルを改善するため、リンカーを利用して、生物活性剤を生分解性重合体に間接的に付着させてもよい。ある種の態様において、リンカー化合物は、約44〜約10,000、好ましくは44〜2000の分子量(Mw)を有するポリ(エチレングリコール); セリンのような、アミノ酸; 1〜100の反復単位を有するポリペプチド; およびその他任意の適当な低分子量重合体を含む。リンカーは典型的には、生物活性剤を重合体から約5オングストロームから最大約200オングストロームだけ隔てる。
【００７７】
さらなる態様において、リンカーは式W-A-Qの二価の基であり、ここでAは、(C1〜C24)アルキル、(C2〜C24)アルケニル、(C2〜C24)アルキニル、(C2〜C20)アルキルオキシ、(C3〜C8)シクロアルキル、または(C6〜C10)アリールであり、かつWおよびQは各々独立して、-N(R)C(=O)-、-C(=O)N(R)-、-OC(=O)-、-C(=O)O、-O-、-S-、-S(O)、-S(O)2-、-S-S-、-N(R)-、-C(=O)-であり、ここで各Rは独立してHまたは(C1〜C6)アルキルである。
【００７８】
本明細書において用いられる場合、本明細書において記述のリンカーに適用される「アルキル」という用語は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ヘキシルなどを含む、直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。
【００７９】
本明細書において用いられる場合、本明細書において記述のリンカーに適用される「アルケニル」とは、一つまたは複数の炭素-炭素二重結合を有する直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。
【００８０】
本明細書において用いられる場合、本明細書において記述のリンカーに適用される「アルキニル」とは、少なくとも一つの炭素-炭素三重結合を有する直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。
【００８１】
本明細書において用いられる場合、本明細書において記述のリンカーに適用される「アリール」とは、6個から最大14個の範囲の炭素原子を有する芳香族基を指す。
【００８２】
ある種の態様において、リンカーは、約2個から最大約25個のアミノ酸を有するポリペプチドであってもよい。使用を企図する適当なペプチドは、ポリ-L-リジン、ポリ-L-グルタミン酸、ポリ-L-アスパラギン酸、ポリ-L-ヒスチジン、ポリ-L-オルニチン、ポリ-L-トレオニン、ポリ-L-チロシン、ポリ-L-ロイシン、ポリ-L-リジン-L-フェニルアラニン、ポリ-L-アルギニン、ポリ-L-リジン-L-チロシンなどを含む。
【００８３】
リンカーは、重合体にまたは生物活性剤に最初に結合されてもよい。リンカーを介して生物活性剤が間接的に付着されている重合体の合成の間、リンカーは保護されていない形態であっても、または当業者に周知のさまざまな保護基を用いて、保護された形態であってもよい。
【００８４】
保護されたリンカーの場合、リンカーの非保護末端を重合体または生物活性剤に最初に付着させることができる。その後、保護基を飽和重合体の場合にはPd/H2水素化分解、不飽和重合体の場合には弱酸もしくは塩基加水分解、または当技術分野において知られているその他任意の一般的な脱保護法を用いて脱保護することができる。脱保護されたリンカーを、その後生物活性剤に付着させることができる。重合体と生物活性剤との間のリンカーとして、ポリ(エチレングリコール)を利用することもできる。
【００８５】
以下は本発明による重合体組成物の合成(生物活性剤がアミノキシルである)を例証する。ポリエステルを、N,N'-カルボニルジイミダゾールまたは適当なカルボジイミドの存在下で、アミノ置換アミノキシル(N-オキシド)ラジカル保有基、例えば、4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシと反応させて、ポリエステルの鎖末端のカルボキシル基中のヒドロキシル部分をアミノ置換アミノキシル(N-オキシド)ラジカル保有基と置き換えることができ、その結果、アミノ部分が、カルボキシル基のカルボニル残基の炭素に共有結合されてアミド結合を形成する。N,N'-カルボニルジイミダゾールまたは適当なカルボジイミドは、ポリエステルの鎖末端のカルボキシル基中のヒドロキシル部分を、アミノキシル、例えば、4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシと反応しうる中間体活性化部分に変換する。アミノキシル反応物は、典型的には反応物のポリエステルに対するモル比が1:1〜100:1の範囲で使用される。N,N'-カルボニルジイミダゾールのアミノキシルに対するモル比は、好ましくは約1:1である。
【００８６】
典型的な反応は下記の通りである。ポリエステルを反応溶媒に溶解し、溶解に利用した温度で反応は容易に行われる。反応溶媒はポリエステルが溶解するいかなるものであってもよい。ポリエステルがポリグリコール酸またはポリ(グリコリド-L-ラクチド) (グリコール酸のL-乳酸に対する単量体モル比が50:50を上回る)である場合、115℃〜130℃の高精製(純度99.9+%)ジメチルスルホキシドまたは室温のヘキサフルオロイソプロパノールが、ポリエステルを適切に溶解する。ポリエステルがポリ-L-乳酸、ポリ-DL-乳酸またはポリ(グリコリド-L-ラクチド) (グリコール酸のL-乳酸に対する単量体モル比が50:50または50:50を下回る)である場合、室温から50℃までのテトラヒドロフラン、塩化メチレンおよびクロロホルムがポリエステルを適切に溶解する。
【００８７】
反応は典型的には、実質的な完了まで、30分〜5時間で行われる。ポリグリコール酸またはグリコールに富んだ単量体混合物に由来するポリ(グリコリド-L-ラクチド)がポリエステルを構成する場合、2〜3時間の反応時間が好ましい。ポリ-L-乳酸がポリエステルである場合、反応は実質的な完了まで、1時間室温で容易に行われる。反応を完了に向かわせるように、反応は不活性雰囲気の下で乾燥窒素をパージしながら行われることが好ましい。
【００８８】
生成物に対して冷えた非溶媒を添加することにより、反応混合物から生成物を沈殿させることができる。例えば、アミノキシル含有のポリグリコール酸およびグリコール酸に富んだ単量体混合物から形成されたアミノキシル含有のポリ(グリコリド-L-ラクチド)は、冷メタノールまたは冷アセトン/メタノール混合物を添加することにより加熱ジメチルスルホキシドから容易に沈殿し、その後、ろ過により回収する。生成物に対して冷えた非溶媒を添加することで生成物が容易に沈殿しない場合、生成物および溶媒は真空技術の使用により分離することができる。例えば、アミノキシル含有のポリ-L-乳酸は、このように溶媒から分離されるのが好都合である。回収した生成物はさらに、生成物を溶解しない溶媒、例えば、本明細書における修飾ポリグリコール酸、ポリ乳酸、およびポリ(グリコリド-L-ラクチド)生成物の場合には、メタノールにより水および副生成物(例えば、尿素)を洗い流すことで容易に精製される。そのような洗浄から残存する溶媒は、真空乾燥を用いて除去することができる。
【００８９】
任意の生物活性剤が重合体担体との化学結合なしに重合体マトリックス内に分散されてよいが、一つまたは複数の生物活性剤または被覆分子が多種多様の適当な官能基を介して生分解性重合体に共有結合されてよいことも企図される。例えば、遊離カルボキシル基を使用して、ヒドロキシ、アミノまたはチオ基などのような、生物活性剤または被覆分子の相補的部分と反応させることができる。多種多様の適当な試薬および反応条件が、例えば、March's Advanced Organic Chemistry, Reactions, Mechanisms, and Structure, Fifth Edition, (2001); およびComprehensive Organic Transformations, Second Edition, Larock (1999)に開示されている。
【００９０】
他の態様において、一つまたは複数の生物活性剤を、アミド、エステル、エーテル、アミノ、ケトン、チオエーテル、スルフィニル、スルホニル、またはジスルフィド結合を通じて構造(I、IVまたはV)の重合体のいずれかに結合することができる。そのような結合は、適切に官能化された出発材料から、当技術分野において公知である合成手順を用いて形成することができる。
【００９１】
例えば、一つの態様において、重合体を、重合体の遊離カルボキシル基(例えば、COOH)を介して、生物活性剤またはアジュバントに結合することができる。具体的には、構造(I)および(II)の化合物を生物活性剤のアミノ官能基またはヒドロキシル官能基と反応させて、それぞれ、アミド結合またはエステル結合を介して生物活性剤が付着されている生分解性重合体を供与することができる。別の態様において、重合体のカルボキシル基を、ベンジル化するか、またはハロゲン化アシル、酸無水物/「混合」無水物、または活性エステルに変換することができる。他の態様において、重合体分子の遊離-NH2末端をアシル化して、生物活性剤が重合体の遊離末端ではなく、重合体のカルボキシル基を介してのみ付着することを確実にすることができる。
【００９２】
本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物を粒子に製剤化して、さまざまな特性を供与することができる。この粒子は、2005年2月17日付で出願された同時係属中の米国仮出願第60/654,715号; 2005年5月25日付で出願された同第60/684,670号; 2005年11月14日付で出願された同第60/737,401号に十分に記述されている方法を用いて、異なる治療目標および投与経路を満たすのに適した、さまざまなサイズおよび構造を有することができる。
【００９３】
本明細書に記述の、ポリ(エチレングリコール) (PEG); ホスファチジルコリン(PC); ヘパリンを含むグリコサミノグリカン; キトサン、アルギナートおよびポリシアル酸を含む多糖; ポリセリン、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸、ポリリジンおよびポリアルギニンを含むポリ(イオン性または極性アミノ酸)のような、水溶性被覆分子、ならびに抗体、抗原およびリガンドのような、標的化分子は、生成後の本発明の重合体組成物から形成された医療装置または粒子の外側の重合体に結合されて、生物活性剤が占有していない活性部位を遮断することも、または当技術分野において公知であるように特定の身体部位への粒子の送達を標的化することもできる生物活性剤である。一つの粒子上のPEG分子の分子量は、約200〜約200,000の範囲の実質的にいかなる分子量でもよく、その結果、粒子に付着している種々のPEG分子の分子量は変化しうる。
【００９４】
あるいは、生物活性剤または被覆分子は、リンカー分子を介して重合体に付着させてもよい。実際に、生分解性重合体の表面の疎水性を改善するため、酵素活性化に向けた生分解性重合体の到達性を改善するため、および生分解性重合体からの生物活性剤の放出プロファイルを改善するため、リンカーを利用して、生物活性剤を生分解性重合体に間接的に付着させてもよい。ある種の態様において、リンカー化合物は、約44〜約10,000、好ましくは44〜2000の分子量(Mw)を有するポリ(エチレングリコール); セリンのような、アミノ酸; 1〜100の反復数を有するポリペプチド; およびその他任意の適当な低分子量重合体を含む。リンカーは典型的には、生物活性剤を重合体から約5オングストロームから最大約200オングストロームだけ隔てる。
【００９５】
さらなる態様において、リンカーは式W-A-Qの二価の基であり、ここでAは、(C1〜C24)アルキル、(C2〜C24)アルケニル、(C2〜C24)アルキニル、(C2〜C20)アルキルオキシ、(C3〜C8)シクロアルキル、または(C6〜C10)アリールであり、かつWおよびQは各々独立して、-N(R)C(=O)-、-C(=O)N(R)-、-OC(=O)-、-C(=O)O、-O-、-S-、-S(O)、-S(O)2-、-S-S-、-N(R)-、-C(=O)-であり、ここで各Rは独立してHまたは(C1〜C6)アルキルである。
【００９６】
上記のリンカーを記述するために用いられる場合、「アルキル」という用語は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ヘキシルなどを含む、直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。
【００９７】
上記のリンカーを記述するために用いられる場合、「アルケニル」とは、一つまたは複数の炭素-炭素二重結合を有する直鎖または分枝鎖ヒドロカルビル基を指す。
【００９８】
上記のリンカーを記述するために用いられる場合、「アルキニル」とは、少なくとも一つの炭素-炭素三重結合を有する直鎖または分枝鎖ヒドロカルビル基を指す。
【００９９】
上記のリンカーを記述するために用いられる場合、「アリール」とは、6個から最大14個の範囲の炭素原子を有する芳香族基を指す。
【０１００】
ある種の態様において、リンカーは、約2個から最大約25個のアミノ酸を有するポリペプチドであってもよい。使用を企図する適当なペプチドは、ポリ-L-グリシン、ポリ-L-リジン、ポリ-L-グルタミン酸、ポリ-L-アスパラギン酸、ポリ-L-ヒスチジン、ポリ-L-オルニチン、ポリ-L-セリン、ポリ-L-トレオニン、ポリ-L-チロシン、ポリ-L-ロイシン、ポリ-L-リジン-L-フェニルアラニン、ポリ-L-アルギニン、ポリ-L-リジン-L-チロシンなどを含む。
【０１０１】
一つの態様において、生物活性剤は重合体を共有結合的に架橋することができ、すなわち、生物活性剤は複数の重合体分子に結合されて、分子間架橋を形成する。この共有結合的な架橋は、生物活性剤を含んだリンカーを用いるか、または用いることなく行うことができる。
【０１０２】
生物活性剤分子は、同じ重合体分子の二つの部位間の共有結合によって分子内架橋に組み込むこともできる。
【０１０３】
直鎖重合体ポリペプチド結合体は、ポリペプチド主鎖の求核剤の可能性がある部分を保護し、重合体または重合体リンカー構築物に結合される反応性基を一つだけ残すことにより作出される。脱保護は、ペプチドの脱保護について当技術分野において周知の方法(例えば、BocおよびFmoc化学反応)にしたがって行われる。
【０１０４】
本発明の一つの態様において、生物活性剤は、レトロ-インベルソまたは部分的レトロ-インベルソペプチドとして提示されるポリペプチドである。
【０１０５】
他の態様において、生物活性剤をマトリックス中で光架橋可能な種類の重合体と混合してもよく、架橋後、約0.1〜約10 μmの範囲の平均直径を有する粒子を形成するよう、材料を分散(粉砕)する。
【０１０６】
リンカーは、重合体、または生物活性剤、または被覆分子に、最初に結合されてもよい。合成の間、リンカーは保護されていない形態であっても、または当業者に周知のさまざまな保護基を用いて、保護された形態であってもよい。保護されたリンカーの場合、リンカーの非保護末端を、重合体または生物活性剤または被覆分子に最初に付着させることができる。その後、保護基を、飽和重合体主鎖の場合にはPd/H2水素添加、不飽和重合体の場合には弱酸もしくは塩基加水分解、または当技術分野において知られているその他任意の一般的な脱保護法を用いて脱保護することができる。脱保護されたリンカーを、その後生物活性剤もしくは被覆分子に、または重合体に付着させることができる。
【０１０７】
本発明による生分解性重合体に対して行われる例示的な結合体合成(重合体に付着される分子はアミノ置換アミノキシルN-オキシド基である)を以下に示す。本明細書における生分解性重合体を、N,N'-カルボニルジイミダゾールまたは適当なカルボジイミドの存在下でアミノキシル基含有の化合物、例えば、4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシと反応させて、PEAもしくはUPEAのペンダントカルボン酸または記述のポリエステルの鎖末端のいずれかのカルボキシル基中のヒドロキシル部分を、アミノキシル(N-オキシド)ラジカル保有基とのアミド結合と置き換えることができる。アミノ部分は、アミド結合が形成されるようにカルボニル残基の炭素に共有結合する。N,N'-カルボニルジイミダゾールまたは適当なカルボジイミドは、ポリエステルの鎖末端のカルボキシル基中のヒドロキシル部分を、アミノキシル(Nオキシド)ラジカル化合物のアミノ基、例えば、4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシの4位のアミンと反応しうる中間体活性化部分に変換する。アミノキシル反応物は、典型的には反応物のポリエステルに対するモル比が1:1〜100:1の範囲で使用される。N,N'-カルボニルジイミダゾールまたはカルボジイミドのアミノキシルに対するモル比は、好ましくは約1:1である。
【０１０８】
典型的な反応は下記の通りである。ポリエステルを反応溶媒に溶解し、溶解に利用した温度で反応は容易に行われる。反応溶媒はポリエステルが溶解するいかなるものであってもよく、この情報は、通常、ポリエステルの製造業者から入手可能である。ポリエステルが、ポリグリコール酸またはポリ(グリコリド-L-ラクチド) (グリコール酸のL-乳酸に対する単量体モル比が50:50を上回る)である場合、115℃〜130℃の高精製(純度99.9+%)ジメチルスルホキシドまたは室温のDMSOが、ポリエステルを適切に溶解する。ポリエステルが、ポリ-L-乳酸、ポリ-DL-乳酸またはポリ(グリコリド-L-ラクチド) (グリコール酸のL-乳酸に対する単量体モル比が50:50または50:50を下回る)である場合、室温から40〜50℃までのテトラヒドロフラン、ジクロロメタン(DCM)、およびクロロホルムが、ポリエステルを適切に溶解する。
【０１０９】
重合体-生物活性剤の結合
一つの態様において、本明細書において記述の本発明のアルキレン二酸を含有するPEA重合体組成物を作出するのに使用される重合体は、一つまたは複数の生物活性剤が重合体に直接結合されている。重合体の残基は一つまたは複数の生物活性剤の残基に結合することができる。例えば、重合体の一つの残基を、生物活性剤の一つの残基に直接結合することができる。重合体および生物活性剤は各々、一つの空き原子価を有することができる。あるいは、一つより多い生物活性剤、複数の生物活性剤、または異なる治療的もしくは緩和的活性を有する生物活性剤の混合物を、重合体に直接結合することができる。しかしながら、各生物活性剤の残基は対応する重合体残基に結合されうるので、一つまたは複数の生物活性剤の残基の数は、重合体の残基上の空き原子価の数に対応しうる。
【０１１０】
本明細書において用いられる場合、「重合体の残基」とは、一つまたは複数の空き原子価を有する重合体の基を指す。この基が生物活性剤の残基に付着される場合、重合体(例えば、重合体主鎖またはペンダント基上)の任意の合成的に実現可能な一つの原子、複数の原子または官能基は、実質的に保持される。さらに、この基が生物活性剤の残基に付着される場合、主鎖の生物活性剤の生物活性は実質的に保持されるとの条件で、任意の合成的に実現可能な官能基(例えば、カルボキシル)を重合体(例えば、ペンダント基としてまたは鎖末端として重合体主鎖)上に作出して、空き原子価を供与することもできる。望まれる結合に基づき、当業者は、当技術分野において公知である手順により本発明において使用されるPEA重合体を誘導体化するのに使用できる、適切に官能化された出発材料を選択することができる。
【０１１１】
本明細書において用いられる場合、「構造式(＊)の化合物の残基」とは、一つまたは複数の空き原子価を有する、本明細書において記述の重合体式(I、IVまたはV)の化合物の基を指す。この基が付着される場合、主鎖の生物活性剤の生物活性は実質的に保持されるとの条件で、化合物(例えば、重合体主鎖またはペンダント基上)の任意の合成的に実現可能な一つの原子、複数の原子または官能基を除去して、空き原子価を供与することができる。さらに、この基が生物活性剤の残基に付着される場合、主鎖の生物活性剤の生物活性は実質的に保持されるとの条件で、任意の合成的に実現可能な官能基(例えば、カルボキシル)を式(I、IVまたはV)の化合物(例えば、重合体主鎖またはペンダント基)上に作出して、空き原子価を供与することもできる。望まれる結合に基づき、当業者は、当技術分野において公知である手順により式(I、IVまたはV)の化合物を誘導体化するのに使用できる、適切に官能化された出発材料を選択することができる。
【０１１２】
例えば、構造式(IおよびII)の化合物の残基に、アミド(例えば、-N(R)C(=O)-もしくはC(=O)N(R)-)、エステル(例えば、-OC(=O)-もしくは-C(=O)O-)、エーテル(例えば、-O-)、アミノ(例えば、-N(R)-)、ケトン(例えば、-C(=O)-)、チオエーテル(例えば、-S-)、スルフィニル(例えば、-S(O)-)、スルホニル(例えば、-S(O)2-)、ジスルフィド(例えば、-S-S-)、または直接(例えば、C-C結合)結合を通じて、生物活性剤の残基を結合することができ、ここで各Rは独立してHまたは(C1〜C6)アルキルである。そのような結合は、当技術分野において公知である合成手順を用いて、適切に官能化された出発材料から形成することができる。望まれる結合に基づき、当業者は、当技術分野において公知である手順により、適切に官能化された出発材料を選択して構造式(I、IVまたはV)の化合物の任意の残基を誘導体化し、それによって生物活性剤の所与の残基を結合することができる。任意の生物活性剤の残基を、構造式(I、IVまたはV)の化合物の残基の、任意の合成的に実現可能な位置に結合することができる。さらに、本発明は同様に、生物活性剤の複数の残基が構造式(I、IVまたはV)の化合物に直接結合されている化合物を提供する。
【０１１３】
重合体分子に結合されうる生物活性剤の数は典型的には、重合体の分子量に依存しうる。例えば、nが約5〜約150、好ましくは約5〜約70である構造式(I)の化合物の場合、生物活性剤を重合体の末端基と反応させることにより、最大約300までの生物活性剤分子(すなわち、その残基)を重合体(すなわち、その残基)に直接結合することができる。他方では、構造式(V)の化合物の場合、生物活性剤をリジン含有単位上のペンダント基と反応させることにより、最大でさらに150までの生物活性剤を重合体に結合することができる。不飽和重合体では、さらなる生物活性剤を、重合体中の二重(または三重)結合と反応させることもできる。
【０１１４】
本発明のアルキレン二酸含有のPEA組成物は、粒子もしくは医療装置の形態でも、またはそうでなくても、当技術分野において周知のおよび以下において記述のいくつかの方法のいずれかを用いて、化学結合なしで重合体中に分散されるかまたは「負荷される」のではなく、生物活性剤に直接的に共有結合されてもよい。生物活性剤の量は一般に、重合体組成物に対しておよそ0.1%〜約60% (w/w)の生物活性剤、より好ましくは約1%〜約25% (w/w)の生物活性剤、およびさらにより好ましくは約2%〜約20% (w/w)の生物活性剤である。生物活性剤の割合は以下にさらに詳細に論じられるように、所望の用量および処置される状態に依ると考えられる。
【０１１５】
本発明のアルキレン二酸含有の重合体組成物は、移植可能な粒子などの形態で直接的にインビボ投与される場合には、生物活性剤の独立型の送達系として働くのに加えて、さまざまなタイプの外科装置の製作に使用することができる。この態様において、医療装置の製作に使用される本発明の重合体組成物は、本発明の重合体組成物内の重合体の中に分散されている、例えば、その表面に共有結合されている任意の生物活性剤の周辺組織への制御送達に有効である。
【０１１６】
一つの態様において、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物は、縫合糸、外科ネジ、埋め込み型プレートおよび埋め込み型ロッドのような、または血管ステントおよび透析用シャントのような、内固定装置を含むがこれらに限定されない、生分解性、生体適合性の外科装置の形態で製作されるのに十分な剛性を有する。押し出し、射出成形、鋳造または溶解処理(乾式および湿式紡糸)などのような、生分解性重合体の医療装置の製作に対し、当技術分野において公知の任意の方法をこのために使用することができる。そのような生分解性、生体適合性の医療装置は、実質的に生体適合性の分解生成物を作出するための重合体構成要素および装置厚さの選択に応じて、例えば約7日〜約14日間から数年間、例えば約1年間、3年間または6年間にわたってゆっくりと生分解する。
【０１１７】
別の態様において、本発明は、組成物がゆっくり、例えば完全に生分解するように、内部の身体部位に本発明の組成物を移植する段階を含む、生物活性剤をその必要がある被験体に送達するための方法を提供する。本明細書において記述される、重合体に分散されている任意の分散生物活性剤は、移植部位周辺の組織への生分解の間に、例えば治癒を促進しその部位の疼痛を軽減するよう、ゆっくり放出されると考えられる。その生分解特性によって、移植された外科装置を除去するためにさらなる外科手術は必要とされない。
【０１１８】
別の態様において、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物を、任意の所望の表面積の生分解性、生体適合性のパッド、シートまたはラップの形態で製作することができる。例えば、重合体を、電界紡糸によりランダムに配向した繊維の薄いシートとして織るかまたは形成し、重合体のナノ繊維を生成することができる。そのようなパッド、シートおよびラップは、例えば創傷部位での内因性の治癒過程を促進することにより、さまざまな状態の処置用のいくつかのタイプの創傷包帯に使用することができる。創傷包帯中の重合体組成物は長期にわたって生分解し、その結果生物活性剤を創傷部位に吸収されるように放出する。その部位で生物活性剤は、標的細胞の細胞質ゾル、核、もしくはその両方で細胞内に作用するか、または生物活性剤は細胞表面受容体分子に結合して、細胞に進入せずに細胞応答を惹起することができる。あるいは、生物活性剤は、本発明の組成物により部分的にコーティングされた少なくとも一つの表面を有する、血管ステントのような外科装置から放出されて、医療装置が移植される周辺との接触により創傷部位での内因性の治癒過程を促進することができる。PEA重合体を用いて作出された創傷包帯、創傷治癒インプラントおよび外科装置コーティングの詳細な記述は、2005年5月12日付で出願された同時係属中の米国特許出願第11/128,903号に見出される。
【０１１９】
本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物において使用される、重合体内での分散を企図する生物活性剤は、抗増殖剤、ラパマイシンおよびその類似体または誘導体のいずれか、パクリタキセルまたはそのタキセン類似体もしくは誘導体のいずれか、エベロリムス、シロリムス、タクロリムス、またはその「〜リムス」という名称の薬物ファミリーのいずれか、ならびにシンバスタチン、アトルバスタチン、フルバスタチン、プラバスタチン、ロバスタチン、ロスバスタチンのようなスタチン、17AAG (17-アリルアミノ-17-デメトキシゲルダナマイシン)のようなゲルダナマイシン; エポチロンDおよび他のエポチロン、17-ジメチルアミノエチルアミノ-17-デメトキシ-ゲルダナマイシンならびに熱ショックタンパク質90 (Hsp90)の他のポリケチド阻害剤、シロスタゾールなどを含む。
【０１２０】
本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物およびそれから作出された粒子での分散に適した生物活性剤は、内皮細胞により内因的に産生される一酸化窒素などの、治療的な天然の創傷治癒剤の体内産生を促進するものから同様に選択することができる。あるいは、分解中に重合体から放出される生物活性剤は、内皮細胞による自然の創傷治癒過程を促進する上で直接的に活性であってもよい。これらの生物活性剤は、一酸化窒素を供与する、移動するもしくは放出する、一酸化窒素の内因性レベルを上昇する、一酸化窒素の内因的合成を刺激する、または一酸化窒素シンターゼの基質として機能する、任意の薬剤、あるいは平滑筋細胞の増殖を阻害する任意の薬剤であってもよい。そのような薬剤は、例えば、アミノキシル、フロキサン、ニトロソチオール、ニトラートおよびアントシアニン; アデノシンのようなヌクレオシドならびにアデノシン二リン酸(ADP)およびアデノシン三リン酸(ATP)のようなヌクレオチド; アセチルコリンおよび5-ヒドロキシトリプタミン(セロトニン/5-HT)のような神経伝達物質/神経調節物質; ヒスタミンならびにアドレナリンおよびノルアドレナリンのようなカテコールアミン; スフィンゴシン-1-リン酸およびリゾホスファチジン酸のような脂質分子; アルギニンおよびリジンのようなアミノ酸; ブラジキニン、サブスタンスPおよびカルシウム遺伝子関連ペプチド(CGRP)のようなペプチド、ならびにインスリン、血管内皮成長因子(VEGF)およびトロンビンのようなタンパク質を含む。
【０１２１】
さまざまな生物活性剤、コーティング分子および生物活性剤のリガンドを、重合体粒子の表面に、例えば共有結合的に付着させることができる。標的化抗体、ポリペプチド(例えば、抗原)および薬物のような生物活性剤を、重合体粒子の表面に共有結合させることができる。さらに、抗体もしくはポリペプチド付着用のリガンドとしてのポリエチレングリコール(PEG)、または粒子表面の付着部位を遮断する手段としてのホスファチジルコリン(PC)のような、コーティング分子を粒子に表面結合させて、粒子が投与される被験体において、粒子が標的以外の生体分子および表面に固着するのを阻止することができる。
【０１２２】
例えば、細菌プロテインAのBドメインおよびプロテインGの機能的に等価な領域のような小タンパク性モチーフは、Fc領域により抗体分子に結合し、それによって抗体分子を捕捉することが公知である。そのようなタンパク性モチーフを、本発明の重合体および組成物に、とりわけ本明細書において記述する重合体粒子の表面に生物活性剤として付着させることができる。そのような分子は、例えば、標的化リガンドとして用いられる抗体を付着するための、または前駆細胞もしくは捕捉細胞を血流外に保持する抗体を捕捉するためのリガンドとして働くと考えられる。それゆえ、プロテインAまたはプロテインGの機能領域を用いて重合体コーティングに付着できる抗体型は、Fc領域を含有するものである。捕捉抗体が、今度は重合体表面近傍の、始原細胞のような前駆細胞に結合しかつこれを保持する一方で、重合体内の増殖培地に浸漬されていることが好ましい前駆細胞は、さまざまな因子を分泌し、被験体の他の細胞と相互作用する。さらに、ブラジキニンのような、重合体粒子中に分散されている一つまたは複数の生物活性剤が、前駆細胞を活性化することができる。
【０１２３】
さらに、重合体組成物が投与される被験体において血流から前駆細胞を付着させるための、または内皮始原細胞(PEC)を捕捉するための生物活性剤は、公知の前駆細胞表面マーカーに対して作製されたモノクローナル抗体である。例えば、内皮細胞の表面を修飾すると報告されている相補性決定因子(CD)はCD31、CD34、CD102、CD105、CD106、CD109、CDw130、CD141、CD142、CD143、CD144、CDw145、CD146、CD147およびCD166を含む。これらの細胞表面マーカーはさまざまな特異性を有するものであってよく、特定の細胞/発生の型/段階に対する特異性の程度は、多くの場合十分に特徴付けられていない。さらに、抗体が産生されるこれらの細胞マーカー分子は、とりわけ同じ系統の細胞上、すなわち内皮細胞の場合には単球上のCDと(抗体認識という点で)重複すると考えられる。循環中の内皮始原細胞は、(骨髄)単球から成熟内皮細胞への発生経路に沿う過程にある。CD106、142および144は、成熟内皮細胞をある程度の特異性でマーキングすることが報告されている。CD34は現在、内皮始原細胞に対して特異的であることが公知であり、それゆえ現行では、活性薬剤の局所送達のために重合体粒子が移植される部位の血液から内皮始原細胞を捕捉するのに好ましい。そのような抗体の例としては、一本鎖抗体、キメラ抗体、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、抗体断片、Fab断片、IgA、IgG、IgM、IgD、IgEおよびヒト化抗体、ならびにその活性断片が挙げられる。
【０１２４】
以下の生物活性剤および小分子薬物は、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物内での分散に特に有効であると考えられる。本発明のアルキレン二酸含有の重合体組成物およびそれから作出された医療装置において分散される生物活性剤は、その適切な治療的効果または緩和的効果について、関心対象の創傷もしくは疾患、またはその症状の処置において、あるいは細胞または組織培養でのそのような効果のインビトロ試験に向けてデザインされた実験において、あるいはインビボで、選択されると考えられる。
【０１２５】
一つの態様において、適当な生物活性剤は、徐放様式で供与される場合に創傷治癒を促進するかまたは創傷治癒に寄与する種々の化合物群を含むが、これらに限定されるものではない。そのような生物活性剤は、本発明の組成物中の生分解性重合体により保護および送達されうる、ある種の前駆細胞を含めた創傷治癒細胞を含む。そのような創傷治癒細胞は、例えば、周皮細胞および内皮細胞、ならびに炎症治癒細胞を含む。そのような細胞をインビボで重合体貯蔵所の部位に動員するため、本発明において使用される本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物およびその粒子ならびに使用法は、「細胞接着分子」(CAM)に特異的に結合する、抗体および小分子リガンドなどの、そのような細胞のリガンドを含むことができる。創傷治癒細胞の例示的リガンドとしては、ICAM-1 (CD54抗原); ICAM-2 (CD102抗原); ICAM-3 (CD50抗原); ICAM-4 (CD242抗原); およびICAM-5のような細胞間接着分子(ICAM); VCAM-1 (CD106抗原)のような血管細胞接着分子(VCAM); NCAM-1 (CD56抗原); またはNCAM-2のような神経細胞接着分子(NCAM); PECAM-1 (CD31抗原)のような血小板内皮細胞接着分子PECAM; LECAM-1; またはLECAM-2 (CD62E抗原)のような白血球内皮細胞接着分子(ELAM)などに特異的に結合するものが挙げられる。
【０１２６】
別の局面において、適当な生物活性剤は、例えば共有結合的にまたは非共有結合的に付着された、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物において使用される重合体粒子の中に分散されうる高分子の、細胞外マトリックスタンパク質を含む。有用な細胞外マトリックスタンパク質の例としては、例えば、通常はタンパク質に連結されているグリコサミノグリカン(プロテオグリカン)、ならびに線維状タンパク質(例えば、コラーゲン; エラスチン; フィブロネクチンおよびラミニン)が挙げられる。細胞外タンパク質の生体模倣物を使用することもできる。これらは通常は非ヒトであるが、生体適合性の糖タンパク質、例えばアルギナートおよびキチン誘導体である。そのような細胞外マトリックスタンパク質、および/またはそれらの生体模倣物の特異的断片である創傷治癒ペプチドを、使用することもできる。
【０１２７】
タンパク性成長因子は、本明細書において記述する本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物および使用法での分散に適した、別の範疇の生物活性剤である。そのような生物活性剤は、創傷治癒の促進および当技術分野で公知の他の疾患状態において有効であり、例えば、血小板由来成長因子-BB (PDGF-BB)、腫瘍壊死因子-アルファ(TNF-α)、上皮成長因子(EGF)、ケラチノサイト成長因子(KGF)、サイモシンB4; ならびに血管内皮成長因子(VEGF)、線維芽細胞成長因子(FGF)、腫瘍壊死因子-ベータ(TNF-β)、およびインスリン様成長因子-1 (IGF-1)のような種々の血管新生因子である。これらのタンパク性成長因子の多くは市販されており、または当技術分野において周知の技術を用いて、組換えにより産生することができる。
【０１２８】
あるいは、さまざまな生体分子をコードする遺伝子を組み込んだ、ベクター、特にアデノウイルスベクターを含む発現系を、徐放送達のために、本発明のアルキレン二酸含有の重合体組成物およびその粒子中に分散させてもよい。そのような発現系およびベクターを調製する方法は、当技術分野において周知である。例えば、重合体貯蔵所を形成するようサイズ分類された粒子の選択によって、局所送達のため所望の体内部位に、または血液循環に入るサイズの粒子の選択によって全身的に、タンパク性成長因子を成長因子の投与に向けた本発明の生物活性組成物の中に分散させることができる。VEGF、PDGF、FGF、NGFのような成長因子、および進化的にかつ機能的に関連する生物製剤、ならびにトロンビンのような血管新生酵素を、本発明における生物活性剤として使用することもできる。
【０１２９】
小分子薬物は、本明細書において記述する本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物および使用法での分散に適した、別の範疇の生物活性剤である。そのような薬物は、例えば、抗菌剤および抗炎症剤、ならびに、例えば、ビタミンAおよび脂質過酸化の合成阻害剤のような、ある種の治癒促進剤を含む。
【０１３０】
感染の阻止または制御によって自然な治癒過程を間接的に促進するため、さまざまな抗生物質を、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物中の生物活性剤として分散させてもよい。適当な抗生物質は、アミノグリコシド抗生物質もしくはキノロンまたはセファロスポリンのようなβ-ラクタム、例えば、シプロフロキサシン、ゲンタマイシン、トブラマイシン、エリスロマイシン、バンコマイシン、オキサシリン、クロキサシリン、メチシリン、リンコマイシン、アンピシリン、およびコリスチンのような多くのクラスを含む。適当な抗生物質は文献に記述されている。
【０１３１】
適当な抗菌剤は、例えば、AdriamycinPFS/RDF(登録商標)(Pharmacia and Upjohn)、Blenoxane(登録商標)(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)、Cerubidine(登録商標)(Bedford)、Cosmegen(登録商標)(Merck)、DaunoXome(登録商標)(NeXstar)、Doxil(登録商標)(Sequus)、Doxorubicin Hydrochloride(登録商標)(Astra)、Idamycin(登録商標)PFS(Pharmacia and Upjohn)、Mithracin(登録商標)(Bayer)、Mitamycin(登録商標)(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)、Nipen(登録商標)(SuperGen)、Novantrone(登録商標)(Immunex)およびRubex(登録商標)(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)を含む。一つの態様において、ペプチドは糖ペプチドでありうる。「糖ペプチド」とは、バンコマイシンのような、糖基により置換されていてもよい多環ペプチドコアによって特徴付けられるオリゴペプチド(例えば、ヘプタペプチド)抗生物質を指す。
【０１３２】
この範疇の抗菌剤に含まれる糖ペプチドの例は、Raymond C. Rao and Louise W. Crandallによる「Glycopeptides Classification, Occurrence, and Discovery」(「Bioactive agents and the Pharmaceutical Sciences」第63巻、Ramakrishnan Nagarajan編、Marcal Dekker, Inc.出版)に見出すことができる。糖ペプチドのさらなる例は、米国特許第4,639,433号; 同第4,643,987号; 同第4,497,802号; 同第4,698,327号、同第5,591,714号; 同第5,840,684号; および同第5,843,889号に; 欧州特許第0 802 199号; 欧州特許第0 801 075号; 欧州特許第0 667 353号; 国際公開公報第97/28812号; 国際公開公報第97/38702号; 国際公開公報第98/52589号; 国際公開公報第98/52592号に; ならびにJ. Amer. Chem. Soc.(1996) 118: 13107-13108; J. Amer. Chem. Soc. (1997) 119:12041-12047; およびJ. Amer. Chem. Soc. (1994) 116:4573-4590に開示されている。代表的な糖ペプチドは、A477、A35512、A40926、A41030、A42867、A47934、A80407、A82846、A83850、A84575、AB-65、アクタプラニン、アクチノイジン、アルダシン、アボパルシン、アズレオマイシン、バルヒミエイン、クロロオリエンチエイン、クロロポリスポリン、デカプラニン、-デメチルバンコマイシン、エレモマイシン、ガラカルディン、ヘルベカルディン、イズペプチン、キブデリン、LL-AM374、マンノペプチン、MM45289、MM47756、MM47761、MM49721、MM47766、MM55260、MM55266、MM55270、MM56597、MM56598、OA-7653、オレンチシン、パルボディシン、リストセチン、リストマイシン、シンモニシン、テイコプラニン、UK-68597、UD-69542、UK-72051、バンコマイシンなどと特定されるものを含む。本明細書において用いられる「糖ペプチド」または「糖ペプチド抗生物質」という用語は同様に、糖部分がない上記に開示の一般的な糖ペプチド類、すなわちアグリコン系の糖ペプチドを含むよう意図される。例えば、バンコマイシンのフェノールに付加された二糖部分を穏やかな加水分解により除去することで、バンコマイシンアグリコンが得られる。同様に「糖ペプチド抗生物質」という用語の範囲内に含まれるのは、アルキル化およびアシル化誘導体を含め、上記に開示の一般的な糖ペプチド類の合成誘導体である。さらに、バンコサミンと同様の様式で、さらなる糖残基、とりわけアミノグリコシドがさらに付加されている糖ペプチドも、この用語の範囲内である。
【０１３３】
「脂質化糖ペプチド」という用語は、脂質置換基を含有するよう合成的に修飾された糖ペプチド抗生物質を特に指す。本明細書において用いられる場合、「脂質置換基」という用語は、5個またはそれ以上の炭素原子、好ましくは10〜40個の炭素原子を含有する任意の置換基を指す。脂質置換基は、ハロ、酸素、窒素、硫黄およびリンから選択される1〜6個のヘテロ原子を任意で含んでいてもよい。脂質化糖ペプチド抗生物質は当技術分野において周知である。例えば、米国特許第5,840,684号、同第5,843,889号、同第5,916,873号、同第5,919,756号、同第5,952,310号、同第5,977,062号、同第5,977,063号、欧州特許出願第667, 353号、国際公開公報第98/52589号、国際公開公報第99/56760号、国際公開公報第00/04044号、国際公開公報第00/39156号を参照されたく、これらの開示はその全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【０１３４】
抗炎症性の生物活性剤は同様に、本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物および方法において使用される分散に有用である。処置される身体部位および疾患に応じて、そのような抗炎症性の生物活性剤は、例えば、鎮痛剤(例えば、NSAIDSおよびサリチラート)、ステロイド、抗リウマチ薬、胃腸薬、痛風薬、ホルモン(グルココルチコイド)、点鼻薬、点眼薬、点耳薬(例えば、抗生物質およびステロイド併用薬)、呼吸薬、ならびに皮膚および粘膜剤を含む。Physician's Desk Reference, 2005 Editionを参照されたい。具体的には、抗炎症剤はデキサメタゾンを含むことができ、これは(11θ,16I)-9-フルオロ-11,17,21-トリヒドロキシ-16-メチルプレグナ-1,4-ジエン-3,20-ジオンと化学的に表される。あるいは、抗炎症性の生物活性剤はシロリムス(ラパマイシン)であってもまたはそれを含んでもよく、これはストレプトマイセス・ヒグロスコピカス(Streptomyces hygroscopicus)から単離されたトリエンマクロライド抗生物質である。
【０１３５】
本発明の組成物および方法に含まれるポリペプチド生物活性剤は、「ペプチド模倣物」を含むこともできる。本明細書において「ペプチド模倣物(peptide mimetics)」または「ペプチド模倣物(peptidomimetics)」と呼ばれる、そのようなペプチド類似体は、鋳型ペプチドのものと類似の特性により製薬業界において使用されることが多く(Fauchere, J. (1986) Adv. Bioactive agent Res., 15:29; Veber and Freidinger (1985) TINS, p. 392; およびEvans et al. (1987) J. Med. Chem., 30:1229)、通常はコンピュータによる分子モデリングを用いて開発される。一般に、ペプチド模倣物は、典型的ポリペプチド(すなわち、生化学的特性または薬理学的活性を有するポリペプチド)と構造的に類似であるが、当技術分野において公知の方法により、--CH2NH--、--CH2S--、CH2-CH2--、--CH=CH-- (シスおよびトランス)、--COCH2--、--CH(OH)CH2--ならびに--CH2SO--からなる群より選択される結合によって置き換えられていてもよい一つまたは複数のペプチド結合を有し、以下の参照文献: Spatola, A.F. Chemistry and Biochemistry of Amino Acids, Peptides, and Proteins, B. Weinstein, eds., Marcel Dekker, New York, p. 267 (1983)中; Spatola, A.F., Vega Data (March 1983), Vol. 1, Issue 3, 「Peptide Backbone Modifications」(総説); Morley, J.S., Trends. Pharm. Sci., (1980) pp. 463-468 (総説); Hudson, D. et al., Int. J. Pept. Prot. Res., (1979) 14:177-185 (--CH2NH--, CH2CH2--); Spatola, A.F. et al., Life Sci., (1986) 38:1243-1249 (--CH2-S--); Harm, M. M., J. Chem. Soc. Perkin Trans I (1982) 307-314 (--CH=CH--, シスおよびトランス); Almquist, R.G. et al., J. Med. Chem., (1980) 23:2533 (--COCH2--); Jennings-Whie, C. et al., Tetrahedron Lett., (1982) 23:2533 (--COCH2--); Szelke, M. et al., 欧州特許出願第EP 45665号(1982) CA: 97:39405 (1982) (--CH(OH)CH2--); Holladay, M. W. et al., Tetrahedron Lett., (1983) 24:4401-4404 (--C(OH)CH2--); およびHruby, V.J., Life Sci., (1982) 31:189-199 (--CH2-S--)にさらに記述されている。そのようなペプチド模倣物は、天然ポリペプチドの態様に比べて、例えば、より経済的な生産、より高い化学的安定性、薬理学的特性(半減期、吸収、効力、有効性など)の増強、特異性の改変(例えば、広範囲の生物学的活性)、抗原性の低下などを含む、有意な利点を有しうる。
【０１３６】
さらに、ペプチド内での一つまたは複数のアミノ酸の置換(例えば、L-リジンの代わりにD-リジン)を用いて、より安定なペプチドおよび内因性ペプチダーゼに抵抗性のあるペプチドを作出することができる。あるいは、生分解性重合体に共有結合される合成ポリペプチドをD-アミノ酸から調製してもよく、これらはインベルソペプチドと呼ばれる。ペプチドが天然ペプチド配列の反対方向に組み立てられる場合、これはレトロペプチドといわれる。一般に、D-アミノ酸から調製されたポリペプチドは、酵素加水分解に対して非常に安定である。多くの事例では、レトロ-インベルソまたは部分的レトロ-インベルソポリペプチドに関する生物学的活性の保存が報告されている(米国特許第6,261,569 B1号およびその中の参考文献; B. Fromme et al, Endocrinology (2003)144:3262-3269)。
【０１３７】
少なくとも一つの生物活性剤の任意の適切でかつ有効な量が、本発明の重合体組成物から、生分解性の内固定装置、ステントもしくは透析用シャント中のもの、またはインビボに導入されたその粒子から形成されている貯蔵所中のものを含め、経時的に放出されうる。生物活性剤の適切でかつ有効な量は、典型的には、例えば、特異的なアルキレン二酸含有のPEA重合体および粒子のタイプ、または重合体/生物活性剤の結合が存在する場合は、それに依ると考えられる。典型的には、生物活性剤の約100%までがインビボにおいて本発明の重合体組成物から放出されうる。具体的には、その約90%まで、75%まで、50%まで、または25%までが重合体から放出されうる。重合体からの放出速度に典型的に影響を与える要因は、重合体/生物活性剤の結合のタイプ、ならびに製剤中に存在するさらなる物質の性質および量のほか、重合体それ自体の化学構造である。
【０１３８】
本発明のアルキレン二酸含有のPEA重合体組成物、ならびにそれから製作された粒子および医療装置は、ヒトの他に、ペット(例えば、ネコ、イヌ、ウサギおよびフェレット)、家畜(例えば、ブタ、ウマ、ラバ、乳牛および肉牛)ならびに競走馬のような、さまざまな哺乳動物患者を含め、獣医学診療での使用も意図される。
【０１３９】
本発明の装置および送達方法において使用される組成物は、一つまたは複数の主鎖の生物活性剤および関心対象の任意の生物活性剤の「有効量」を含みうる。すなわち、症状を予防、軽減または除去するために十分な治療的応答または緩和的応答を生み出す生物活性剤の量が、重合体に組み込まれると考えられる。的確な必要量はいくつかある要因の中でも特に、組成物が投与される被験体; 被験体の年齢および全身状態; 被験体の免疫系の能力、望まれる治療的応答または緩和的応答の程度; 処置されるかまたは調査される状態の重症度; 選択される特定の生物活性剤、ならびに組成物の投与方法に応じて、変化すると考えられる。当業者は適切な有効量を容易に判定することができる。したがって、「有効量」とは、日常的な試験を通じて判定できる比較的広い範囲に入ると考えられる。例えば、本発明の目的で、有効量は典型的には、送達される生物活性剤の約1 μg〜約100 mg、例えば約5 μg〜約1 mg、または約10 μg〜約500 μgの範囲に及ぶと考えられる。
【０１４０】
以下の実施例は本発明を例示するよう意図されるが、本発明を限定するよう意図されない。
【０１４１】
実施例1
本発明のPEAの合成
合成の第一段階として、構造式(III)の種々の新たなジエステル-二酸(またはアルキレン-ジカルボキシラート)をマレイン酸無水物、コハク酸無水物およびグルタル酸無水物のような、環状の脂肪族五員または六員の無水物とのジオールの相互作用によって製作した。アルキレンジカルボキシラート合成の一般的なスキームを以下の反応スキーム2に描く。
スキーム2
ここでは、R5 = (CH2)2、(CH2)3、またはCH=CH; およびR6 = (CH2)3、(CH2)4、(CH2)6または(CH2)8。
【０１４２】
合成の第二段階として、構造式VIのアルキレンジカルボキシラートの種々の活性なジ-(p-ニトロフェニル)エステルを製作した。反応は、異なる縮合剤の存在下でのp-ニトロフェノールとの、第一段階において形成された二酸(式III)の相互作用によって行った。
ここでは、R5は(CH2)2、(CH2)3、CH=CHから選択することができ; かつR6は(CH2)3、(CH2)4、(CH2)6および(CH2)8から選択することができる。
【０１４３】
合成の第三段階として、本発明のポリ(エステルアミド)を以下の反応スキーム3にしたがい、酸アクセプタとしてトリエチルアミンの存在下でのN,N'-ジメチルホルムアミド中のビス(α-アミノ酸)-ジオール-ジエステル単量体との式VIの化合物の溶液活性重縮合により合成して、構造式(I)により表される本発明のPEA組成物を得た。
【０１４４】
実施例2
単量体合成:
1. 構造式IIIのα,ω-アルキレンジカルボキシラートの合成
五員の無水物から得られるジエステル-ジオール: アルキレン-ジスクシナート(または構造式IIIのO,O'-ビス-スクシニルジオール、ここではR5 = (CH2)2)およびアルキレン-ジマレアート(ここではR5 = (シス-CH=CH))を次のように調製することができる。
【０１４５】
スキーム2によるジオールとのコハク酸無水物およびマレイン酸無水物の相互作用は、触媒を用いることなく還流ベンゼンまたはトルエン中で行った。この手順を、以下の反応スキーム4に示す1,6-ヒドロキシヘキシル-ジスクシナートの合成により例証する。
スキーム4
ここでは、R6 = (CH2)3; (CH2)4; (CH2)6; (CH2)8。
【０１４６】
ジエステル-二酸をベンゼンからの再結晶により精製した。表1に示されるように、その収率はかなり高く、元素分析は計算値とよく一致する。生成物をフーリエ変換赤外(FTIR)分光によっても特徴付けた。図1に示してある、化合物1,6-ヒドロキシヘキシル-ジスクシナートに対するジエステル-二酸の典型的なスペクトルは推定構造と合致している。
【０１４７】
実験的に測定した本発明の二酸-ジエステルの酸価(下記表1中)は計算値とよく合致する。0.1 N NaOH水溶液での化合物IIIの滴定の指示薬としてブロモチモールブルー(中性のpH 7に近い滴定点)を用いることで、酸価を測定した。
【０１４８】
元素分析のデータも推定構造とよく合致する。
【０１４９】
（表１）合成されたアルキレン-ジカルボキシラートIIIの特徴
【０１５０】
実施例3
マレイン酸に基づく不飽和α,ω-アルキレンジカルボキシラート(表1中の化合物1.5〜1.8)により、不飽和ポリ(エステル-アミド) (UPEA)、すなわち新たな部類の生分解性ポリアミドの合成に対する新たな手段を得た。
【０１５１】
構造式IIIのα,ω-アルキレン-ジグルタラート(ここではR5 = (CH2)3)の合成
六員のグルタル酸無水物およびα,ω-ジオールに基づく二酸-ジエステルの合成を、以下の反応スキーム5に、または本明細書における一般的なスキーム2に示したものと類似のやり方で行った。
スキーム5
ここでは、R6は(CH2)4、(CH2)6または(CH2)8から選択される。
【０１５２】
触媒なしで、還流ベンゼンまたはトルエン中での1モルのジオールとの2モルのグルタル酸無水物の相互作用により期待の生成物を得るという最初の試みでは、失敗であって、変換が示されなかった。意図した生成物は触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて初めてほぼ定量的な収率で得られ、五員類似体のコハク酸無水物およびマレイン酸無水物よりも六員の無水物の反応性がずっと低いことを示す結果であった。合成された生成化合物の収率、元素組成および他の特徴を表1に要約する。
【０１５３】
典型的な手順では、0.05モルのジオールおよび12.97 g (0.11モル)のグルタル酸無水物(Aldrich Chemicals)を、撹拌器および冷却器を備えた丸底フラスコに入れ、p-トルエンスルホン酸0.1 gおよびベンゼン32 mLを室温で添加した。フラスコをシリコン油浴に入れ、ベンゼンを6時間還流した。初めは不均一の反応混合物が加熱によって均一となり、反応は還流ベンゼン中で均一に進行した。しかしながら、室温に冷却した後に、生成物が結晶化した。白色の固体沈殿物をろ去し、乾燥し、ベンゼンから再結晶した。再結晶後の生成化合物の収率は50%〜78%の範囲にあった。
【０１５４】
実施例4
式VIのα,ω-アルキレンジカルボキシラートのジ-p-ニトロフェニルエステルの合成
新たな二酸をジ-(p-ニトロフェニル)-エステル(式VIの)に転換するために、二つの異なる手順を適用した: 一つの手順では、飽和アルキレン-ジカルボキシラート(ここではR5 = (CH2)2または(CH2)3)をスキーム6にしたがい、縮合剤として塩化チオニル/ピリジンの存在下でジ-p-ニトロフェノールと縮合した。
得られた生成物をエタノールから再結晶した。収率および特徴を表2に要約する。ジ-p-ニトロフェノラートのFTIRスペクトルから推定構造が確認された(図2)。
【０１５５】
（表２）活性ジエステルVIの特徴
【０１５６】
マレイン酸に基づく不飽和ジエステル-二酸(化合物2.4, 表2)を同様にジ-(p-ニトロフェニル)エステルに転換した。不飽和ジエステル-二酸の場合、望ましくない副反応が起こり、暗色のタールを生じたので、縮合試薬の塩化チオニル/ピリジンの組み合わせは不適当であることが分かった。トリフルオロ酢酸無水物/トリエチルアミンの複合体は、縮合剤としていっそう申し分のないことが分かった。以下の反応スキーム7に記述したように反応を行った。
【０１５７】
構造式VIの不飽和活性ジエステル(実際には、テトラエステル)の合成を室温にてクロロベンゼン中で行った(スキーム5にしたがう)。6時間の撹拌後、反応混合物を蒸発乾固し、得られた固体生成物を塩酸で酸性化された水(pH 2〜3)によりガラスろ過器上で直接的に洗浄し、残存する固体生成物を乾燥し、無水エタノールから再結晶した。精製ジエステル(白色の結晶)化合物2.4の収率は70%、融点は116〜117℃であった。
【０１５８】
実施例5
PEA合成
一般的なスキーム2にしたがい、酸アクセプタとしてトリエチルアミンを用いDMA中での溶液活性重縮合の条件の下でポリ(エステルアミド)を合成した。表2の化合物2.2との重縮合を温和な温度(室温〜45℃)で行って、スクシンイミド形成(環化)および鎖終結を回避した。得られた反応溶液を水の中に注ぎ入れ、沈殿した重合体を、p-ニトロフェノールの存在についての試験結果が陰性となるまでアセトン/水(50/50 v/v)により徹底的に洗浄し、減圧下にて4O℃で乾燥した。表3に要約の結果から示される通り、良好な塗膜形成特性を有する高分子量のPEAをそれらの条件で合成した。選択したサンプルの元素分析の結果(表3)、およびFTIRスペクトル(図3)は、予測される構造と合致している。
【０１５９】
（表３）式VのPEAの特徴(ここではR6 = (CH2)2; R3 = CH2C6H5、R4 = (CH2)6)
【０１６０】
構造式VIの不飽和ビス-求電子性重合体に基づくPEAの合成の場合、以下の反応スキーム8にしたがってビス-(L-フェニルアラニン)-1,6-ヘキシレンのジ-p-トルエンスルホン酸塩をビス-求核パートナーとして選択した。
重縮合をさまざまな溶媒(N,N'-ジメチルアセトアミド、アセトン、クロロベンゼン)中で、室温および-5℃に冷却後の両方で行った。 しかしながら、いかなる場合でも、反応温度および使用した溶媒の性質にかかわらず、重合体主鎖中のマレイン酸残基の二重結合との成長中のマクロ鎖の末端アミノ基の相互作用によっておそらく、不溶性重合体の架橋および形成を回避することができなかった。
【０１６１】
実施例6
PEA加水分解試験
生分解(一般的手順)
本発明のPEA組成物をインビトロでの酵素加水分解に供した。この実験のため、重合体塗膜を調製し、以下の手順を用いて重量減少により分解速度を試験した。
【０１６２】
d = 4 cm、500〜600 mgの重量を有する環状の重合体ディスクを、酵素(α-キモトリプシンまたはリパーゼ) 4 mgを伴うかまたは酵素を伴わず、pH = 7.4の0.2 Mリン酸緩衝溶液10 mLを含有するガラス容器の中に入れた。緩衝溶液を含有するガラス溶液を37℃で維持した。ディスクを24時間毎に緩衝溶液から取り出し、一定の重量に乾燥した。サンプルの単位表面積あたりの重量変化を計算した(mg/cm2単位)。生分解実験の全持続時間は120時間であった。
【０１６３】
この実験のため、ヘキサンジオール(R4 = R6 = (CH2)6)、コハク酸(R5 = (CH2)2)およびL-フェニルアラニン(R3 = CH2C6H5)でできた構造式V)のPEAを上記の手順にしたがいインビトロにおける生分解に供した。
【０１６４】
得られた結果(図4)から、最速の生分解性AAB-PEAの一つである、セバシン酸に基づく公知のPEA、PEA 8-L-Phe-6 (式I、ここではR1 = (CH2)8; R3 = CH2C6H5; かつR4 = (CH2)6)の生分解速度(図5中の分解プロファイルを参照のこと)に匹敵するかなり高い速度で、上述の本発明のPEAがインビトロにおける生分解を起こしたことが明らかである。対照的に、本発明のPEA (表3の化合物3.2)に対して純粋な緩衝溶液中では実質的に重量減少が観測されることはなかった。
【０１６５】
セバシン酸に基づくPEAで、α-キモトリプシンがリパーゼよりも活性であり; その一方、本発明の化合物3.2 (表3)で、リパーゼがいっそう高い分解活性を有し、このいっそう高い活性は先に公知のコハク酸に基づくPEA組成物においてよりも本発明のセバシン酸に基づくPEA組成物において単位あたりの重合体主鎖中のエステル結合の濃度が高いことにおそらく関連していることに留意されたい。
【０１６６】
120時間の酵素加水分解前後のPEAのGPC分析も行った。下記表4に要約した平均分子量(Mw)の特徴から、いかなる場合でも、酵素の性質またはその存在にかかわらず、本発明のPEA (化合物3.2)の分子量はその対照の初期重合体サンプルのほぼ二倍に減少したことが明らかである。
【０１６７】
同じ条件において、セバシン酸に基づくPEA 8-L-Phe-6は、下記表5に要約したMwの特徴から示される通り、顕著な分解(最大50%までの重量減少)を示すが、そのバルク特性を損なうことがない。これらの結果から、PEA化合物3.2がバルク侵食を起こし; その一方で、セバシン酸に基づく重合体PEA 8-L-Phe-6が表面分解の機構によって分解したことが示唆される。
【０１６８】
（表４）120時間の生分解後のPEA 3.2のMw＊の特徴
【０１６９】
（表５）50%の生分解後のPEA 8-L-Phe-6のMwの特徴
＊GPCの結果はN,N-ジメチルアセトアミド(PEG標準物質)中で行った。
予期した通り、サンプルの平均分子量(Mw)の減少は、コハク酸誘導体の分子内「自己触媒作用」によって説明することができる。
【０１７０】
全ての刊行物、特許および特許文献は、参照により個々に組み入れられるかのごとく、参照により本明細書に組み入れられる。本発明を種々の具体的なおよび好ましい態様および技術に関連して記述してきた。しかしながら、本発明の趣旨および範囲内にとどめながら、多くの変形および変更を行えることが理解されるべきである。
【０１７１】
本発明を上記の実施例に関連して記述してきたが、変更および変形は本発明の趣旨および範囲内に包含されることが理解されよう。したがって、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】1,6-ヒドロキシヘキシル-ジスクシナート(表1の化合物1.1, ここではR5 = (CH2)2、およびR6 = (CH2)6のFTIRスペクトルを示すグラフである。
【図２】構造式VIの活性ジエステル(表2の化合物2.2)のFTIRスペクトルを示すグラフである。
【図３】本発明のPEA重合体の塗膜(表3の化合物3.2)のFTIRスペクトルを示すグラフである。
【図４】a) リパーゼ(4 mg/10 mL)、b) α-キモトリプシン(4 mg/10 mL)の作用下の0.2 Mリン酸緩衝液(pH = 7.4, t = 25℃)中での、およびc) 純粋な緩衝液中での、本発明のコハク酸に基づくPEA (表3の化合物3.2)のインビトロにおける生分解(重量減少 mg/cm2単位)を示すグラフである。
【図５】a) α-キモトリプシン(4 mg/10 mL)およびb) リパーゼ(4 mg/10 mL)の作用下の0.2 Mリン酸緩衝液(pH = 7.4, t = 25℃)中での、ならびにc) 純粋な緩衝液中での、セバシン酸に基づくPEA 8-L-Phe-6のインビトロにおける生分解(重量減少 mg/cm2単位)を示すグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ(エステルアミド)(PEA)重合体の少なくとも一つまたはブレンドを含んだ生分解性重合体組成物であって、
PEAが一般構造式(I)
により表される化学式を有し、
式中、nが約5〜約150の範囲であり; R1が、下記式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラート、あるいは(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレンとの組み合わせでα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)-(C1〜C8)アルカン、3,3'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸もしくは4,4'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、または治療用二酸の飽和もしくは不飽和残基の残基から独立して選択され; かつ、ここで式(III)中のR5およびR6が、(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され; 個々のn単位中のR3が、水素、(C1〜C6)アルキル、(C2〜C6)アルケニル、(C2〜C6)アルキニル、(C6〜C10)アリール(C1〜C6)アルキル、および-(CH2)2S(CH3)からなる群より独立して選択され; かつR4が、(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレン、(C2〜C8)アルキルオキシ (C2〜C20)アルキレン、構造式(II)の1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールの二環式断片(bicyclic-fragment)、飽和または不飽和の治療用ジオール残基、およびその組み合わせからなる群より独立して選択され
;
またはPEAが構造式(IV)
により表される化学式を有し、
式中、nが約5〜約150の範囲であり、mが約0.1〜0.9の範囲であり; pが約0.9〜0.1の範囲であり; R1が、構造式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラート、あるいは(C2〜C20)アルキレンおよび(C2〜C20)アルケニレンとの組み合わせでα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)-(C1〜C8)アルカン、3,3'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、4'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、または治療用二酸の飽和もしくは不飽和残基の残基から独立して選択され; かつ
ここで式(III)中のR5およびR6が、(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され; 各R2が独立して、水素、(C1〜C12)アルキル、(C6〜C10)アリールまたは保護基であり; 個々のm単量体中のR3が、水素、(C1〜C6)アルキル、(C2〜C6)アルケニル、(C2〜C6)アルキニル、(C6〜C10)アリール(C1〜C6)アルキル、および-(CH2)2S(CH3)からなる群より独立して選択され; かつR4が、(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレン、(C2〜C8)アルキルオキシ、(C2〜C20)アルキレン、構造式(II)の1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールの二環式断片、ならびに飽和または不飽和の治療用ジオール残基およびその組み合わせからなる群より独立して選択され; R7が独立して(C2〜C20)アルキルまたは(C2〜C20)アルケニルである、
生分解性重合体組成物。
【請求項２】
R1が式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラートの残基から独立して選択され、式(III)中のR5およびR6が(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択される、請求項1記載の組成物。
【請求項３】
nまたはm単位中のR1の少なくとも一つが式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラートの残基から独立して選択され、式(III)中のR5およびR6が(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され、かつnまたはm単位中のR1の少なくとも一つが、(C2〜C20)アルキレンおよび(C2〜C20)アルケニレン、α,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)-(C1〜C8)アルカン、3,3'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、4'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、または治療用二酸の飽和もしくは不飽和残基から選択される、請求項2記載の組成物。
【請求項４】
式(III)中のR5が(C2〜C12)アルキレンであり、かつ式(III)中のR6が(C2〜C12)アルケニレンであるか、またはその逆である、請求項2記載の組成物。
【請求項５】
式(III)中のR5が(CH=CH)であり、かつR6が(CH2)3, 4, 6または8である、請求項1記載の組成物。
【請求項６】
少なくとも一つのR1が1,4-ヒドロキシブチルジスクシナートである、請求項1記載の組成物。
【請求項７】
少なくとも一つのR1が1,3-ヒドロキシプロピルジマロナートである、請求項1記載の組成物。
【請求項８】
少なくとも一つのR1が1,6-ヒドロキシヘキシルジグルタラートである、請求項1記載の組成物。
【請求項９】
少なくとも一つのR1が治療用二酸の飽和または不飽和残基である、請求項1記載の組成物。
【請求項１０】
nまたはm単量体中のR3が、水素、CH2-CH(CH3)2、CH3、CH(CH3)2、CH(CH3)-CH2-CH3、CH2-C6H5、または(CH2)2SCH3から独立して選択される、請求項1記載の組成物。
【請求項１１】
R3の全てが、水素、CH2-CH(CH3)2、CH3、CH(CH3)2、CH(CH3)-CH2-CH3、CH2-C6H5、-(CH2)3、または(CH2)2SCH3)から選択される、請求項1記載の組成物。
【請求項１２】
R4の約0.1部〜約0.9部が、1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールである、請求項1記載の組成物。
【請求項１３】
約7日〜約6年間にわたって生分解する、請求項1記載の組成物。
【請求項１４】
一個から複数個の異なるアミノ酸を形成するよう生分解する、請求項1記載の組成物。
【請求項１５】
重合体が、約15000 Da〜約600000 Daの範囲の分子量を有する、請求項1記載の組成物。
【請求項１６】
重合体中に分散されている少なくとも一つの生物活性剤の有効量をさらに含む、請求項1記載の組成物。
【請求項１７】
重合体分子鎖あたり約5〜約150分子の生物活性剤を含む、請求項16記載の組成物。
【請求項１８】
少なくとも一つの生物活性剤が重合体に共有結合されている、請求項16記載の組成物。
【請求項１９】
少なくとも一つの生物活性剤が、組成物の表面積の生分解の結果として、実質的に制御された速度で組成物から放出される、請求項16記載の組成物。
【請求項２０】
組成物中に分散されている少なくとも二つの生物活性剤が存在する、請求項16記載の組成物。
【請求項２１】
生分解性、生体適合性の外科装置の製作において使用される、請求項1記載の組成物。
【請求項２２】
生物活性剤が、約14日〜約6年より選択される時間にわたり生理学的条件の下で組成物から放出される、請求項21記載の組成物。
【請求項２３】
外科装置が内固定装置である、請求項21記載の組成物。
【請求項２４】
外科装置が、血管ステントまたは透析用シャントである、請求項21記載の組成物。
【請求項２５】
組成物中に分散されている少なくとも一つの生物活性剤をさらに含む、請求項21記載の組成物。
【請求項２６】
請求項1記載の組成物を含む外科装置。
【請求項２７】
外科装置が内固定装置である、請求項26記載の装置。
【請求項２８】
内固定装置が縫合糸である、請求項27記載の装置。
【請求項２９】
内固定装置が外科ネジである、請求項27記載の装置。
【請求項３０】
内固定装置が埋め込み型プレートである、請求項27記載の装置。
【請求項３１】
内固定装置が埋め込み型ロッドである、請求項27記載の装置。
【請求項３２】
外科装置が、血管ステントまたは透析用シャントである、請求項27記載の装置。
【請求項３３】
中に分散されている生物活性剤を含む請求項1記載の組成物を、該組成物が生分解して制御された速度で生物活性剤を送達するように、被験体に移植する段階を含む、生物活性剤をその必要がある被験体に送達するための方法。
【請求項３４】
組成物が外科装置内に含有されているか、または外科装置を少なくとも部分的にコーティングしている、請求項33記載の方法。
【請求項３５】
組成物が約7日〜約6年以内に完全に生分解する、請求項33記載の方法。
【請求項３６】
適当な溶媒の存在下において無水物とジオールを相互作用させる段階を含む、構造式(III)により表される化学式を有するアルキレン-ジカルボキシラートを調製するための方法であって、
R5およびR6が(C2〜C12)アルキレンおよび(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され、R5が環状の脂肪族五員または六員の無水物に含まれ、かつR6がジオールに含まれる、方法。
【請求項３７】
無水物が、マレイン酸無水物、コハク酸無水物、およびグルタル酸無水物からなる群より選択される、請求項36記載の方法。
【請求項３８】
R5が(CH2)2、(CH2)3、またはCH=CHから選択され; かつR6が(CH2)3、(CH2)4、(CH2)6、または(CH2)8から選択される、請求項36記載の方法。
【請求項３９】
R5が(CH2)2、(CH2)3、またはCH=CHから選択され; かつR6が(CH2)3、(CH2)4、(CH2)6、または(CH2)8から選択される、構造式(III)により表される化学構造を有する化合物。
【請求項４０】
重合体がPEAのブレンドである、請求項1記載の組成物。
【請求項１】
ポリ(エステルアミド)(PEA)重合体の少なくとも一つまたはブレンドを含んだ生分解性重合体組成物であって、
PEAが一般構造式(I)
により表される化学式を有し、
式中、nが約5〜約150の範囲であり; R1が、下記式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラート、あるいは(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレンとの組み合わせでα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)-(C1〜C8)アルカン、3,3'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸もしくは4,4'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、または治療用二酸の飽和もしくは不飽和残基の残基から独立して選択され; かつ、ここで式(III)中のR5およびR6が、(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され; 個々のn単位中のR3が、水素、(C1〜C6)アルキル、(C2〜C6)アルケニル、(C2〜C6)アルキニル、(C6〜C10)アリール(C1〜C6)アルキル、および-(CH2)2S(CH3)からなる群より独立して選択され; かつR4が、(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレン、(C2〜C8)アルキルオキシ (C2〜C20)アルキレン、構造式(II)の1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールの二環式断片(bicyclic-fragment)、飽和または不飽和の治療用ジオール残基、およびその組み合わせからなる群より独立して選択され
;
またはPEAが構造式(IV)
により表される化学式を有し、
式中、nが約5〜約150の範囲であり、mが約0.1〜0.9の範囲であり; pが約0.9〜0.1の範囲であり; R1が、構造式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラート、あるいは(C2〜C20)アルキレンおよび(C2〜C20)アルケニレンとの組み合わせでα,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)-(C1〜C8)アルカン、3,3'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、4'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、または治療用二酸の飽和もしくは不飽和残基の残基から独立して選択され; かつ
ここで式(III)中のR5およびR6が、(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され; 各R2が独立して、水素、(C1〜C12)アルキル、(C6〜C10)アリールまたは保護基であり; 個々のm単量体中のR3が、水素、(C1〜C6)アルキル、(C2〜C6)アルケニル、(C2〜C6)アルキニル、(C6〜C10)アリール(C1〜C6)アルキル、および-(CH2)2S(CH3)からなる群より独立して選択され; かつR4が、(C2〜C20)アルキレン、(C2〜C20)アルケニレン、(C2〜C8)アルキルオキシ、(C2〜C20)アルキレン、構造式(II)の1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールの二環式断片、ならびに飽和または不飽和の治療用ジオール残基およびその組み合わせからなる群より独立して選択され; R7が独立して(C2〜C20)アルキルまたは(C2〜C20)アルケニルである、
生分解性重合体組成物。
【請求項２】
R1が式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラートの残基から独立して選択され、式(III)中のR5およびR6が(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択される、請求項1記載の組成物。
【請求項３】
nまたはm単位中のR1の少なくとも一つが式(III)のα,ω-アルキレンジカルボキシラートの残基から独立して選択され、式(III)中のR5およびR6が(C2〜C12)アルキレンまたは(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され、かつnまたはm単位中のR1の少なくとも一つが、(C2〜C20)アルキレンおよび(C2〜C20)アルケニレン、α,ω-ビス(4-カルボキシフェノキシ)-(C1〜C8)アルカン、3,3'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、4'-(アルカンジオイルジオキシ)二ケイ皮酸、または治療用二酸の飽和もしくは不飽和残基から選択される、請求項2記載の組成物。
【請求項４】
式(III)中のR5が(C2〜C12)アルキレンであり、かつ式(III)中のR6が(C2〜C12)アルケニレンであるか、またはその逆である、請求項2記載の組成物。
【請求項５】
式(III)中のR5が(CH=CH)であり、かつR6が(CH2)3, 4, 6または8である、請求項1記載の組成物。
【請求項６】
少なくとも一つのR1が1,4-ヒドロキシブチルジスクシナートである、請求項1記載の組成物。
【請求項７】
少なくとも一つのR1が1,3-ヒドロキシプロピルジマロナートである、請求項1記載の組成物。
【請求項８】
少なくとも一つのR1が1,6-ヒドロキシヘキシルジグルタラートである、請求項1記載の組成物。
【請求項９】
少なくとも一つのR1が治療用二酸の飽和または不飽和残基である、請求項1記載の組成物。
【請求項１０】
nまたはm単量体中のR3が、水素、CH2-CH(CH3)2、CH3、CH(CH3)2、CH(CH3)-CH2-CH3、CH2-C6H5、または(CH2)2SCH3から独立して選択される、請求項1記載の組成物。
【請求項１１】
R3の全てが、水素、CH2-CH(CH3)2、CH3、CH(CH3)2、CH(CH3)-CH2-CH3、CH2-C6H5、-(CH2)3、または(CH2)2SCH3)から選択される、請求項1記載の組成物。
【請求項１２】
R4の約0.1部〜約0.9部が、1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトールである、請求項1記載の組成物。
【請求項１３】
約7日〜約6年間にわたって生分解する、請求項1記載の組成物。
【請求項１４】
一個から複数個の異なるアミノ酸を形成するよう生分解する、請求項1記載の組成物。
【請求項１５】
重合体が、約15000 Da〜約600000 Daの範囲の分子量を有する、請求項1記載の組成物。
【請求項１６】
重合体中に分散されている少なくとも一つの生物活性剤の有効量をさらに含む、請求項1記載の組成物。
【請求項１７】
重合体分子鎖あたり約5〜約150分子の生物活性剤を含む、請求項16記載の組成物。
【請求項１８】
少なくとも一つの生物活性剤が重合体に共有結合されている、請求項16記載の組成物。
【請求項１９】
少なくとも一つの生物活性剤が、組成物の表面積の生分解の結果として、実質的に制御された速度で組成物から放出される、請求項16記載の組成物。
【請求項２０】
組成物中に分散されている少なくとも二つの生物活性剤が存在する、請求項16記載の組成物。
【請求項２１】
生分解性、生体適合性の外科装置の製作において使用される、請求項1記載の組成物。
【請求項２２】
生物活性剤が、約14日〜約6年より選択される時間にわたり生理学的条件の下で組成物から放出される、請求項21記載の組成物。
【請求項２３】
外科装置が内固定装置である、請求項21記載の組成物。
【請求項２４】
外科装置が、血管ステントまたは透析用シャントである、請求項21記載の組成物。
【請求項２５】
組成物中に分散されている少なくとも一つの生物活性剤をさらに含む、請求項21記載の組成物。
【請求項２６】
請求項1記載の組成物を含む外科装置。
【請求項２７】
外科装置が内固定装置である、請求項26記載の装置。
【請求項２８】
内固定装置が縫合糸である、請求項27記載の装置。
【請求項２９】
内固定装置が外科ネジである、請求項27記載の装置。
【請求項３０】
内固定装置が埋め込み型プレートである、請求項27記載の装置。
【請求項３１】
内固定装置が埋め込み型ロッドである、請求項27記載の装置。
【請求項３２】
外科装置が、血管ステントまたは透析用シャントである、請求項27記載の装置。
【請求項３３】
中に分散されている生物活性剤を含む請求項1記載の組成物を、該組成物が生分解して制御された速度で生物活性剤を送達するように、被験体に移植する段階を含む、生物活性剤をその必要がある被験体に送達するための方法。
【請求項３４】
組成物が外科装置内に含有されているか、または外科装置を少なくとも部分的にコーティングしている、請求項33記載の方法。
【請求項３５】
組成物が約7日〜約6年以内に完全に生分解する、請求項33記載の方法。
【請求項３６】
適当な溶媒の存在下において無水物とジオールを相互作用させる段階を含む、構造式(III)により表される化学式を有するアルキレン-ジカルボキシラートを調製するための方法であって、
R5およびR6が(C2〜C12)アルキレンおよび(C2〜C12)アルケニレンから独立して選択され、R5が環状の脂肪族五員または六員の無水物に含まれ、かつR6がジオールに含まれる、方法。
【請求項３７】
無水物が、マレイン酸無水物、コハク酸無水物、およびグルタル酸無水物からなる群より選択される、請求項36記載の方法。
【請求項３８】
R5が(CH2)2、(CH2)3、またはCH=CHから選択され; かつR6が(CH2)3、(CH2)4、(CH2)6、または(CH2)8から選択される、請求項36記載の方法。
【請求項３９】
R5が(CH2)2、(CH2)3、またはCH=CHから選択され; かつR6が(CH2)3、(CH2)4、(CH2)6、または(CH2)8から選択される、構造式(III)により表される化学構造を有する化合物。
【請求項４０】
重合体がPEAのブレンドである、請求項1記載の組成物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００９−５３０４８４（Ｐ２００９−５３０４８４Ａ）
【公表日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０１５９７（Ｐ２００９−５０１５９７）
【出願日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／００７３４１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１１２０４６
【国際公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【出願人】（５０７２７７４２４）メディバス エルエルシー (13)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／００７３４１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１１２０４６
【国際公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【出願人】（５０７２７７４２４）メディバス エルエルシー (13)
【Ｆターム（参考）】
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