ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体及びその製造方法、並びにそれを用いた薬物伝達体
【課題】ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体及びその製造方法、並びにそれを用いた薬物伝達体を提供する。
【解決手段】（ａ）ポリエチレン系列化合物単独（Ａ）または生分解性ポリエステル高分子との共重合体（Ｂ）と、（ｂ）前記ポリエチレン系列化合物単独（Ａ）または共重合体（Ｂ）にポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）をカップリングさせ形成された多重ブロック共重合体であるヒドロゲルであって、温度敏感性である親水性と疎水性基とを共に有する両親性特性及び周辺環境のｐＨによってイオン化特性が変化するｐＨ敏感特性によって、高分子ヒドロゲル構造を形成することができ、これによって体内ｐＨ変化による標的指向的薬物伝達体として用いられ得る。
【解決手段】（ａ）ポリエチレン系列化合物単独（Ａ）または生分解性ポリエステル高分子との共重合体（Ｂ）と、（ｂ）前記ポリエチレン系列化合物単独（Ａ）または共重合体（Ｂ）にポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）をカップリングさせ形成された多重ブロック共重合体であるヒドロゲルであって、温度敏感性である親水性と疎水性基とを共に有する両親性特性及び周辺環境のｐＨによってイオン化特性が変化するｐＨ敏感特性によって、高分子ヒドロゲル構造を形成することができ、これによって体内ｐＨ変化による標的指向的薬物伝達体として用いられ得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体及びその製造方法、並びにそれを用いた薬物伝達体に関するものであり、より詳しくは、温度敏感性且つ親水性なポリエチレングリコール系列化合物の単独または疎水性な生分解性ポリエステルとの共重合体のｐＨによってイオン化特性を示すポリウレタン系列オリゴマー化合物と多重ブロック共重合体とを誘導することによって、ゲル強度に優れ、体内温度及びｐＨ変化に応じて標的指向的な薬物放出が可能な多重ブロック共重合体及びその製造方法、並びにそれを用いた薬物伝達体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生体適合性高分子においては、診断及び治療を含める各種医療行為及び身体の一部に代わるために使われる重合体が使われるが、最近は、生分解性高分子または疎水性及び親水性の基を共に有する両親性高分子に分子の構造を変化させ、またはブロック共重合体でヒドロゲルを形成させ、ゾルーゲル転移現象を調節するような薬物伝達体に対する工夫が盛んになされてきている。
【０００３】
米国特許第４，９４２，０３５では、親水性高分子であるポリアルキレングリコールと生分解性ポリエステル高分子であるポリラクチドまたはポリグリコールライド、ポリカプロラクトンとの共重合体を用いて、既存のプルロニック（Pluronic）と呼ばれたポリエチレングリコールとポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシド−ポリエチレンオキシドブロック共重合体が体内で分解されないという不都合を改善していた。
【０００４】
また、米国特許第５，４７６，９０９号では、生分解性ポリエステル高分子Ａ−Ｂ−Ａ形態の３重ブロック共重合体を示しているが、疎水性ブロック（Ａ）はポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリグリコライド（ＰＧＡ）及びそれらの共重合体に限定し、親水性ブロック（Ｂ）もポリエチレングリコール（ＰＥＧ）及びその誘導体に限定している。
【０００５】
また、米国特許第６００４５７３号では、疎水性ブロックがＰＬＡとＰＧＡとの共重合体で、親水性ブロックがＰＥＧからなる生分解性低分子量の３重ブロック共重合体であって、疎水性部分の含量を増加させ、５℃〜２５℃では清い液体であるゾル（sol）の状態に存在し、人体内への投入時には自動に体温（３７℃）によってゲル（gel）の形態、即ち水を担持している半固形のヒドロゲル（hydrogel）の形態に転移され、人体内では持続的にゲルの形態に不溶性を示して、可逆的に熱的ゲル化が誘導されてゲル内の薬物を徐々に放出させるような薬物伝達体として用いられる、両親性のブロック共重合体が提案されている。
【０００６】
また、米国公開特許第２００６０２３９９６１号では、中心のポリプロピレンオキシドまたはポリブチレンオキシドブロックと両方のエチレンオキシドブロックとの形態で、エステル結合のような加水分解が可能な結合で連結された２種以上のアルキレンオキシドオリゴマーからなる両親性３重共重合体として、生理状態ではオリゴマーに加水分解され、水溶液上では熱的に可逆的であり、加水分解が可能なヒドロゲル形態の薬物伝達体やその他の生体医療用に用いられ得る高分子が提案されている。
【０００７】
しかし、温度にのみ敏感なゾル−ゲル転移特性を示すブロック共重合体であるので、体内に注射する過程にて体内の温度によって注射針の温度が体内の温度と熱的平衡に到達して、体内に完全に注入される前にゲル化が生じることによって、注射針が塞がるような現象などの問題が生じていた。
【０００８】
また、上記の技術において、薬物の担持したヒドロゲルが人体に十分に注射されても、ヒドロゲルのゲル強度が十分に強くなく、人体への注射の初期にヒドロゲルの生分解による薬物の初期過多放出現象が生じる等、長期間に渡って薬物の放出が調節されないという不都合をもたらす。
【０００９】
その他にＰＬＡ、ＰＧＡまたはポリカプロラクトン（ＰＣＬ）などから成る疎水性部分がｐＨ敏感性を示していると報告されているが、実に体内ｐＨに適用するほどに敏感でないので、薬物伝達分野において実用化するには適当でなかった。
【００１０】
一方、大韓民国公開特許公報第２０００−００１２９７０号では、スルホンアミド基を含むｐＨ敏感性高分子及びその製造方法を示しているが、該スルホンアミド単量体とジメチルアクリルアミドあるいはイソプロピルアクリルアミドとのランダム共重合によって形成されたブロック共重合体ヒドロゲルの場合、ｐＨ敏感性付き成分が陰イオン性電荷を帯びて、主に陽イオン性電荷を帯びる薬物の伝達体として、その用途が限定されてきた。
【００１１】
また、大韓民国登録特許第６６５６７２号では、ｐＨ敏感性成分としてポリ（β−アミノエステル）を用いたブロック共重合体ヒドロゲルの製造方法を示しており、温度だけでなくｐＨにも敏感なブロック共重合体を合成し、体内と似たｐＨ７．０〜７．４付近でゲル化が行われ、該範囲以下ではゾル化され、体内注入時に従来温度敏感性ヒドロゲルで見ることができた注射針の塞がり現象が発生することなく、体内で安全にゲルを形成することを見出し、これによって製造されたブロック共重合体が特定な温度及び特定なｐＨで標的放出の可能な薬物放出用伝達体として応用することができるというものが提示されていた。
【００１２】
ただし、該ヒドロゲルの場合、主に主鎖がエステル結合とアミド結合とから成り、ヒドロゲルの人体内への注射時、初期に急激にゲル強度が低下し、長期間の薬物放出を要する薬物伝達体としての使用には制限があるという不都合がある。
【特許文献１】大韓民国公開公報２０００−００１２９７０
【特許文献２】大韓民国登録特許６６５６７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の問題を解決するために、本発明の目的は、体内のｐＨに敏感してイオン化特性を示す成分であるポリウレタン系列オリゴマーを合成して、生分解性高分子からなる温度敏感性ブロック共重合体とのカップリング反応によって、温度だけでなくｐＨにも敏感なゲル強度に優れた新たな両親性ブロック共重合体、即ちゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体及びその製造方法を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、該ブロック共重合体に封入できる生理活性物質を含むヒドロゲル型薬物伝達体を提供することにある。
【００１５】
また、本発明のさらに他の目的は、該ブロック共重合体の構成成分、それらのモル比、分子量及び／又はブロック内官能基を適宜変更して、癌細胞だけでなく遺伝子変移または他の応用分野に標的指向的にデザインして、それを有用に応用する、ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体及びその製造方法、並びにそれを用いた薬物伝達体を提供することにある。
【００１６】
また、本発明のさらに他の目的は、薬物の初期過多放出（initial burst release）現象を抑制して、長期間に渡って薬物放出が可能な、ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体及びその製造方法、並びにそれを用いた薬物伝達体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明は、温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体であって、（ａ）ポリエチレン系列化合物（Ａ）単独または生分解性ポリエステル高分子との共重合体（Ｂ）と、（ｂ）ポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）とを含む、ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体を提供する。
【００１８】
また本発明は、前記オリゴマー（Ｃ）が、ポリエチレン系列化合物単独（Ａ）または共重合体（Ｂ）にカップリングして結合した３重又は５重ブロック共重合体、又は多重ブロック共重合体を提供する。
また本発明は、前記ポリエチレン系列化合物が、下記化学式
（ここで、Ｒは水素または炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは１１〜４５の範囲の自然数である）
によって示される多重ブロック共重合体を提供する。
【００１９】
また本発明は、前記ポリエチレン系列化合物（Ａ）の数平均分子量が１，０００〜５，０００ｇ／ｍｏｌ範囲であるブロック共重合体を提供する。
【００２０】
また本発明は、該ポリエチレン系列化合物がポリエチレングリコール（ＰＥＧ）であり、数平均分子量が１，０００〜２，０００ｇ／ｍｏｌ範囲であるブロック共重合体を提供する。
【００２１】
また本発明は、前記生分解性高分子が、生分解性脂肪族ポリエステル高分子であるブロック共重合体を提供する。
【００２２】
また本発明は、前記生分解性高分子が、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリグリコライド（ＰＧＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ（カプロラクトン−ラクチド）ランダム共重合体（ＰＣＬＡ）、ポリ（カプロラクトン−グリコライド）ランダム共重合体（ＰＣＧＡ）及びポリ（ラクチド−グリコライド）ランダム共重合体（ＰＬＧＡ）、またはこれらの混合物から成る群より１以上選択されるブロック共重合体を提供する。
【００２３】
また本発明は、前記ポリエチレン系列化合物と生分解性高分子との分子量比が、１：１〜１：３の範囲であるブロック共重合体を提供する。
【００２４】
また本発明は、前記ポリウレタン系列オリゴマーが、ジイソシアネート化合物とダイオール化合物とを重合して形成されたブロック共重合体を提供する。
【００２５】
また本発明は、前記ジイソシアネートが、次の化学式
ＯＣＮ−(ＣＨ２)ｎ−ＮＣＯ
（ここで、ｎは整数４〜１０の繰り返し単位数である）
によって示されるブロック共重合体を提供する。
【００２６】
また本発明は、前記ジイソシアネートが、１，２−ジイソシアネートエタン、１，４−ジイソシアネートブタン、１，３−ジイソシアネートブタン、１，６−ジイソシアネートヘキサン、１，７−ジイソシアネートヘプタン、１，８−ジイソシアネートオクタン、１，９−ジイソシアネートノナ、１，１０−ジイソシアネートデカン、１，１２−ジイソシアネートデカン、ビス（４−イソシアネートサイクロエチル）メタン、ビス（４−イソシアネートフェニル）メタン、ビス（４−イソシアネートフェニル）エーテル、ビス（４−イソシアネートフェニル）スルホン、４，４'−ダイフェニルメタンジイソシアネート、水素化済の４，４'−ダイフェニルメタンジイソシアネートからなる群より１以上選択されるブロック共重合体を提供する。
【００２７】
また本発明は、前記ダイオール基が、主鎖に３次アミンを含む下記化学式
または
（ここで、Ｒ及びＲ'は炭素原子数１〜８のアルキル基である）
によって示されるブロック共重合体を提供する。
【００２８】
また本発明は、前記ダイオール基が、１，３−ビス｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−フェリーディール｝プロパン、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン、１，４−ビス（２−ヒドロキシメチルフェニル）ピペラジン、及び１，４−ビス（２−ヒドロキシフロロフェニル）ピペラジン、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン モノ−ラクテート[１，４−ｂｉｓ（２−ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ）ｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ ｍｏｎｏ−ｌａｃｔａｔｅ]、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン ジ−ラクテート[１，４−ｂｉｓ（２−ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ）ｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ ｄｉ−ｌａｃｔａｔｅ]、１，３−｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ピペリジル｝プロパン モノ−ラクテート[１，３−｛１−（２−ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ）−４−ｐｉｐｅｒｉｄｙｌ｝ｐｒｏｐａｎ ｍｏｎｏ−ｌａｃｔａｔｅ]、１，３−｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ピペリジル｝プロパン ジ−ラクテート[１，３−｛１−（２−ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ）−４−ｐｉｐｅｒｉｄｙｌ｝ｐｒｏｐａｎ ｄｉ−ｌａｃｔａｔｅ]から成る群より１以上選択されるブロック共重合体を提供する。
また本発明は、前記ジイソシアネートとダイオールとの反応モル比が、１：１〜１：３であるブロック共重合体を提供する。
【００２９】
また本発明は、前記オリゴマーの数平均分子量が、１０，０００〜２０，０００ｇ／ｍｏｌであるブロック共重合体を提供する。
【００３０】
また本発明は、前記ブロック共重合体が、３重又は５重以上、又は３重以上から成るブロック共重合体を提供する。
また本発明は、前記ブロック共重合体が、下記一般式
または
によって示される化合物群より選択されることであるブロック共重合体を提供する。
【００３１】
また本発明は、前記ブロック共重合体が、疎水性ブロックと親水性ブロックとの分子量比１：１〜１：３であるブロック共重合体を提供する。
【００３２】
また本発明は、前記３重以上の多重ブロック共重合体の数平均分子量が、１４，０００〜３０，０００であるブロック共重合体を提供する。
【００３３】
また本発明は、ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の製造方法であって、（ａ）ポリエチレン系列化合物単独（Ａ）または生分解性ポリエステル高分子との共重合体（Ｂ）を合成するステップと、（ｂ）前記ポリエチレン系列化合物単独（Ａ）または前記共重合体（Ｂ）にポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）をカップリングさせるステップとを含む、ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性注射型ヒドロゲルの製造方法を提供する。
【００３４】
また本発明は、前記ポリエチレン系列化合物単独（Ａ）または前記共重合体（Ｂ）を合成した後、前記共重合体にヒドロキシ基を導入するステップを、さらに含む方法を提供する。
【００３５】
また本発明は、前記共重合体の合成が、温度１３０〜１５０℃、１２〜４８時間行われる方法を提供する。
【００３６】
また本発明は、前記ステップの各々が、オクト酸錫（stannous octoate）、塩化錫（stannous chloride）、酸化鉄（iron oxide）、アルミニウムトリイソプロポキシド（aluminum triisopropoxide）、ＣａＨ２、Ｚｎ、塩化リチウム（lithium chloride）、トリス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノラート（tris（２，６−di−tert−butylphenolate））から成る群より１以上選択された触媒を利用可能である方法を提供する。
【００３７】
また本発明は、温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の製造方法であって、窒素雰囲気にてポリエチレングリコールメチルエーテルとε−カプロラクトンとを重合するステップと、前記重合体をメチレンクロライドに溶解させて未反応物を除去するステップと、前記未反応物の除去された重合体をクロロホルムに溶解させ、ポリウレタンブロックを形成するために、１，６−ジイソシアネートヘキサン及び１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン、または１，３−ビス｛1−（２−ヒドロキシエチル）−４−フェリーディール｝プロパン（ＨＥＰ）と反応するステップと、前記反応物を過量のエチルエーテルに溶解させて未反応物を除去するステップとを含む、ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の製造方法を提供する。
【００３８】
また本発明は、（ａ）前記ブロック共重合体または前記方法で製造されたブロック共重合体と、（ｂ）前記ブロック共重合体内に封入可能な生理活性物質とを含む高分子ヒドロゲル型薬物伝達体を提供する。
【００３９】
また本発明は、前記高分子ヒドロゲル型のブロック共重合体に封入可能な生理活性物質としては特別な制限なしに利用可能で、その非制限的な例としては、インシュリン、エクセンジン−４、人体成長ホルモン（ｈＧＨ）、エリスロポエチン（erythropoietin、ＥＰＯ）、造血成長因子（Granulocyte Colony stimulating factor、Ｇ−ＣＳＦ）、ＧＭ−ＣＳＦ（Granulocyte−macrophage stimulating factor）などのようなタンパク質薬物と、抗癌剤、抗菌剤、ステロイド類、消炎鎮痛剤、性ホルモン、免疫抑制剤、抗ウィルス剤、麻酔剤、抗嘔吐剤または抗ヒスタミン剤などの薬物と、前記の成分以外に当業界に公知の通常な添加剤、例えば賦形剤、安定化剤、ｐＨ調整剤、抗酸化剤、保存剤、結合剤または崩解剤等から成る群より１以上選択されるの薬物伝達体を提供する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、親水性高分子と生分解性高分子とからなるブロック共重合体にｐＨ変化に応じて多様なイオン化度を示すポリウレタン系列オリゴマーをカップリング反応させることによって、温度敏感性以外に、ｐＨ敏感性も共に与えられると共に、前述の温度敏感性ヒドロゲルの問題を解決することができる効果が奏する。
【００４１】
さらに、人体注射時のゲル強度に優れて、初期に生分解されて薬物の初期過多放出現象を抑制することができる、より安定な形態のヒドロゲルを形成することができる。
【００４２】
さらにまた、温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体は、体内で安全なので医療用、遺伝子伝達、薬物伝達分野、特に薬物担持及び放出などの西方型薬物伝達体として適用されると共に、病気の診断のための物質を非正常細胞に伝達することによって、診断イメージング（diagnostic imaging）などの診断用途に応用できる。
【００４３】
さらにまた、正常体内条件と同一のｐＨ７．０〜７．４の範囲ではヒドロゲルを形成し、癌細胞のような非正常条件であるｐＨ７．０以下ではゾル状態で維持されて癌細胞標的指向的なデザインを適用しているが、該ブロック共重合体の構成成分、これらのモル比、分子量及び／又はブロック内官能基を適宜変更することによって、癌細胞だけでなく遺伝子変移または他の応用分野に標的指向的にデザインして、これを有用に応用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な一実施の形態を詳記する。まず、各図面において、同じ構成要素または部品は出来るだけ同じ参照符号を示していることに留意されたい。本発明を説明するに当たって、関連した公知の機能あるいは構成に対する具体的な説明は、本発明の要旨を曖昧でなくするために省略する。
【００４５】
本明細書で使われる程度の用語、略、実質的に、等は言及された意味に固有の製造及び物質許容誤差が提示される時、その数値でまたはその数値に近接な意味として使われ、本発明の理解を助けるために正確または絶対的な数値が言及された開示内容を、非良心的な侵害者が不当に用いるのを防止するために使われる。
【００４６】
本発明は、親水性で且つ温度に敏感なポリエチレン系列化合物単独または生分解性高分子化合物との共重合体に、ｐＨによってイオン化度が変化するポリウレタン系列オリゴマー系列オリゴマーをカップリングさせることによって、体内温度だけでなく体内のｐＨにも敏感な、新規な温度及びｐＨ敏感性多重ブロック共重合体及びこの製造方法、並びにそれを用いたヒドロゲル薬物伝達体を提供することを特徴とする。
【００４７】
本発明による温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の構成成分の一つは、ポリエチレン系列化合物（Ａ）と生分解性高分子との共重合体（Ｂ）である。該共重合体（Ｂ）は分子内ポリエチレン系列化合物の親水性と生分解性高分子の疎水性とが共存することによって、温度変化によるゾル−ゲル転移が可能である。
【００４８】
該共重合体（Ｂ）を構成するポリエチレン系列化合物は、当分野で知られている通常なポリエチレン系列化合物を制限なしに使用可能で、特に、下記化学式１によって示されるポリエチレン系列化合物が望ましい。
［化学式１］
前記式において、Ｒは水素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは１１〜４５の範囲の自然数である。
【００４９】
前記ポリエチレン系列化合物の数平均分子量（Ｍｎ）は、特に制限がないが、１，０００〜５，０００ｇ／ｍｏｌ範囲が望ましい。特に、前記化学式１中のＲが水素であるポリエチレングリコール（ＰＥＧ）の場合、１，０００〜２，０００ｇ／ｍｏｌの範囲が望ましく、Ｒがメチル基であるメトキシポリエチレングリコール（ＭＰＥＧ）の分子量は１，０００〜５，０００ｇ／ｍｏｌの範囲が望ましい。
【００５０】
前記のポリエチレン系列化合物の分子量が前記範囲を外している場合、即ち１，０００未満の場合と５，０００ｇ／ｍｏｌを超えている場合、ゲルの形成が十分に行われないだけでなく、ゲルが形成されるにしてもゲル強度などの弱化によって、実際の薬物伝達用伝達体として適用するに難しい点がある。
【００５１】
前記共重合体（Ｂ）を構成する生分解性高分子は、当分野において公知されている通常な生分解性高分子を用いてもよく、望ましくは、生分解性脂肪族ポリエステル高分子である。該生分解性高分子の非制限的な例としては、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリグリコライド（ＰＧＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ（カプロラクトン−ラクチド）ランダム共重合体（ＰＣＬＡ）、ポリ（カプロラクトン−グリコライド）ランダム共重合体（ＰＣＧＡ）、ポリ（ラクチド−グリコライド）ランダム共重合体（ＰＬＧＡ）またはそれらの混合形態などがある。
【００５２】
前記共重合体（Ｂ）のうち、ポリエチレン系列化合物と生分解性高分子との分子量比は特別な制限がないが、特に１：１〜１：３の範囲が望ましい。該分子量比が１：１未満の場合、ゲル形成がなされなく、１：３を超えている場合は、疎水性の強さが増加してブロック共重合体が水に溶解しないという不都合が生じてしまう。
【００５３】
また、前記共重合体のうち、生分解性高分子がＰＣＬＡ、ＰＣＧＡまたはＰＬＧＡの場合、それらのモル比を適宜調節することによって、温度及びｐＨ敏感性効果を上げることができる。
【００５４】
本発明による温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の構成成分の他の一つには、ｐＨによって多様なイオン化度を示す化合物ならば特別な制限なしに使用可能で、特に疎水性及びｐＨ敏感性の両方を有するポリウレタン系列化合物から形成されたオリゴマー（Ｃ）が望ましい。
【００５５】
前記ポリウレタン系列オリゴマーは、温度敏感性ブロックとの反応が可能なジイソシアネート基（ＮＣＯ−Ｒ−ＮＣＯ）とダイオール基（ＨＯ−Ｒ'−ＯＨ）などの官能基を備えることが更に望ましいが、これは重合反応によって本発明によるブロック共重合体を容易に製造するためである。特に、前記ポリウレタン系列オリゴマー化合物は、ｐＨ７．０以下でイオン化される３次アミン基を含むダイオール基を用いることによって、体内ｐＨに敏感性を示すことができる。
【００５６】
ここで使われたジイソシアネート化合物は、下記化学式２のように示され、非制限的な例としては１，２−ジイソシアネートエタン、１，４−ジイソシアネートブタン、１，３−ジイソシアネートブタン、１，６−ジイソシアネートヘキサン、１，７−ジイソシアネートヘプタン、１，８−ジイソシアネートオクタン、１，９−ジイソシアネートノナ、１，１０−ジイソシアネートデカン、１，１２−ジイソシアネートデカン、ビス（４−イソシアネートサイクロエチル）メタン、ビス（４−イソシアネートフェニル）メタン、ビス（４−イソシアネートフェニル）エーテル、ビス（４−イソシアネートフェニル）スルホン、４，４'−ダイフェニルメタンジイソシアネート、水素化済の４，４'−ダイフェニルメタンジイソシアネートからなる群より１以上選択されたことであってもよい。
［化学式２］
ＯＣＮ−(ＣＨ２) n−ＮＣＯ
前記式において、ｎは整数４〜１０である。
【００５７】
また、ダイオール化合物として、１，３−ビス｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−フェリーディール｝プロパン、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン、１，４−ビス（２−ヒドロキシメチルフェニル）ピペラジン、１，４−ビス（２−ヒドロキシフロロフェニル）ピペラジンから成る群より１以上選択されたことであってもよい。
【００５８】
一方、ここで使われたｐＨ敏感性成分として主鎖に３次アミンのあるダイオール化合物は、下記化学式３のように示すことができ、その非制限的な例としては１，３−ビス｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−フェリーディール｝プロパン、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン、１，４−ビス（２−ヒドロキシメチルフェニル）ピペラジン、１，４−ビス（２−ヒドロキシフロロフェニル）ピペラジン、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン モノ−ラクテート、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン ジ−ラクテート、１，３−｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ピペリジル｝プロパン モノ−ラクテート、１，３−｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ピペリジル｝プロパン ジ−ラクテートなどがある。
［化学式３］
または
前記化学式３において、Ｒ及びＲ'は炭素原子数１〜８のアルキル基である。
【００５９】
ｐＨ敏感性を示すポリウレタン系列オリゴマーの製造時、ジイソシアネート化合物とダイオール化合物との反応モル比は１：１〜１：３の範囲が望ましい。
【００６０】
前記ダイオール系列化合物のモル比が１：１未満１：３を超えている場合、重合する高分子の分布が広くなり、ｐＨ敏感性が低下し、ブロック共重合体のブロック長さの調節が難しくなる。
【００６１】
前記のポリウレタンから形成されたオリゴマーの数平均分子量は特別な制限はないが、１０，０００〜２０，０００ｇ／ｍｏｌ範囲が望ましい。該分子量が１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の場合、ｐＨ変化によるゾル−ゲル転移挙動が、人体内条件である約ｐＨ７．０〜７．４、温度３７℃で示されなくなり、低分子量によってゲル強度が低下し、２０，０００ｇ／ｍｏｌを超えている場合にも、人体内条件であるｐＨ７．０〜７．４、温度３７℃で、温度及びｐＨ敏感性が同時に示されることが難しくなる。
【００６２】
前記のｐＨ敏感性付きポリウレタン系列オリゴマー系列オリゴマーと温度敏感性付きポリエチレン単独または生分解性高分子との共重合体とを適当な比率で反応して得た３重または５重ブロック共重合体のポリウレタン系列オリゴマー系列オリゴマーは、自体内に存在する３次アミン基によってｐＨによって水への溶解度が変わるイオン化特性を有するようになって、体内ｐＨ変化によってヒドロゲルを形成するか、またはゾル状態を維持することができる。
【００６３】
該化合物は当業界において公知の通常な方法によって製造されてもよく、その一実施例が挙げると、両方末端がヒドロキシ基で構成された温度敏感性高分子ブロックにジイソシアネート基のウレタン反応によって、両方末端がイソシアネート基で形成された化合物を重合させ、ここにｐＨ敏感性成分である３次アミン基付きダイオール基を適当な比率で反応させて、最後に温度及びｐＨに敏感なブロック共重合体ヒドロゲルを得ることができる。
【００６４】
上記の構成成分のうち、ポリエチレングリコール系列化合物（Ａ）と生分解性高分子との共重合体（Ｂ）及びポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）とがカップリングして形成された本発明のブロック共重合体は、３重以上の多重ブロック共重合体が適切で、とりわけ、３重または５重の形態が望ましい。特に、下記化学式４〜６によって示される。
［化学式４］
ＨＯ−PEG−ＯＨ
または、
ＨＯ−PCLA−PEG−PCLA−ＯＨ
［化学式５］
または、
［化学式６］
または、
【００６５】
前記化学式４〜６における３重または５重のブロック共重合体は、前記のポリエチレングリコールブロックの親水性及び生分解性高分子ブロックの疎水性の両親性と、ポリウレタンオリゴマーブロックのｐＨ敏感性または疎水性によりｐＨ変化に応じてヒドロゲルを形成することができ、またはゾル−ゲル転移を誘導することができ、特に体内ｐＨ変化による敏感性が要求される用途、例えば薬物放出用伝達体または診断用途などにおいて満足な結果を導き出すことができる。
【００６６】
この時、前記化学式５によって示されるポリエチレングリコール単独（ＨＯ−ＰＥＧ−ＯＨ）または生分解性高分子との３重ブロック共重合体は、ポリエチレン系列化合物と生分解性ポリエステル高分子との共重合体（ＨＯ−ＰＬＣＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＯＨ）のうち、両方末端にヒドロキシ基（−ＯＨ）があるため、ジイソシアネート基（ＯＣＮ−Ｒ'−ＮＣＯ）との反応が可能で、その後に両方にポリウレタンオリゴマーのカップリングされたブロック構造を有する。
【００６７】
前記３重または５重のブロック共重合体の数平均分子量の範囲は特別な制限はないが、１４，０００〜３０，０００ｇ／ｍｏｌ程度が適している。ここには、温度に敏感なブロック共重合体を製造するために、分子量が３，０００−５，０００ｇ／ｍｏｌの生分解性ポリエステル高分子と、分子量が１，０００〜５，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有するポリエチレン系列化合物を用いるようになるが、これは疎水性ブロックと親水性ブロックとの分子量比が１：１〜１：３を有するようにするためである。該比が１：１未満の場合、ゲル形成がなされなく、１：３を超えている場合は、疎水性の強さが増加してブロック共重合体が水に溶解しないという不都合が生じてしまう。
【００６８】
本発明による温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体には、前述の成分以外に通常使われるその他成分または添加剤などが含まれてもよい。
【００６９】
前記ポリエチレン系列化合物（Ａ）と生分解性高分子との共重合体（Ｂ）及びポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）とを用いて、本発明による温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体を製造するためには、ラジカル重合、陽イオン重合、陰イオン重合、縮合重合など、当技術分野において知られている、いくつかの重合方法のうちいずれかの方法を用いてもよい。
【００７０】
以下、本発明による温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の製造方法の一つの実施形態を挙げと、ａ）ポリエチレン系列化合物単独（Ａ）または生分解性高分子とを重合させて共重合体（Ｂ）を製造するステップと、ｂ）生成されたポリエチレン系列化合物と生分解性高分子との共重合体（Ｂ）にヒドロキシ基を導入するステップと、ｃ）生成された共重合体にジイソシアネート基とダイオール基とから構成されるポリウレタン系列オリゴマーをカップリングさせるステップとから成ることができる。
【００７１】
まず、ポリエチレン系列化合物と生分解性ポリエステル高分子とを重合させて共重合体を形成するが、該反応は例えば、下記反応式１のように示すことができる。
［反応式１］
【００７２】
ポリエチレン系列化合物と生分解性ポリエステル高分子との共重合反応は、開環重合反応を用いることが望ましく、この時、重合温度及び時間は特別な制限はないが、１３０〜１５０℃及び１２〜４８時間が望ましい。また、反応性のために触媒を用いてもよい。特に使用可能な触媒としてはオクト酸錫（stannous octoate）、塩化錫（stannous chloride）、酸化鉄（iron oxide）、ＧｅＯ２、Ｓｂ３Ｏ２、ＳｎＯ２等、アルミニウムトリイソプロポキシド（aluminum triisopropoxide）、ＣａＨ２、Ｚｎ、塩化リチウム（lithim chloride）、トリス（２，６−ジ−ターシャリー−ブチルフェノラート（tris（２，６−di−tert−butylphenolate））などがある。また、疎水性強さを多様化するために、前述の生分解性高分子の分子量または種類などを適宜調節してもよい。
【００７３】
ポリエチレン系列オリゴマーと生分解性高分子との開環重合反応によって形成されたポリカプロラクトン−ｂ−ポリ乳酸−ポリエチレン−ｂ−ポリ乳酸−ポリカプロラクトンの３重ブロック共重合体にジイソシアネート基を導入するステップは、ポリエチレングリコール−生分解性ポリエステル共重合体末端のヒドロキシル基（−ＯＨ）にジイソシアネートのウレタン反応によってジイソシアネート基を導入することが望ましい。該反応は下記反応式２のように示すことができる。
［反応式２］
【００７４】
ジイソシアネート基の導入されたポリエチレン系列化合物と生分解性ポリエステル高分子との共重合体（Ｂ）は、ダイオール基（ＨＯ−Ｒ−ＯＨ）とジイソシアネート基（ＯＣＮ−Ｒ−ＮＣＯ）とのウレタン反応によって本発明による温度及びｐＨ敏感性５重ブロック共重合体を製造することができ、該反応は下記反応式３によって示すことができる。
［反応式３］
前記ステップの反応温度及び時間は、特別な制限がない。
【００７５】
ポリウレタン系列オリゴマー製造に使われるジイソシアネート化合物及び３次アミンを含むダイオール化合物は、前述のものと同じである。前記のような方法によって製造された多重ブロック共重合体は前述のように、親水性ブロック、疎水性ブロック及びｐＨ変化に応じて多様なイオン化度を示すポリウレタン系列オリゴマーが結合した形態であるので、温度敏感性と共にｐＨ敏感性を示すことができる。
【００７６】
実際に、このような方法で製造されたポリエチレングリコール−ポリカプロラクトン−ポリラクチド−ポリウレタン（ＰＵ−ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＰＵ）ブロック共重合体は、ＦＴ−ＩＲ及び１Ｈ−ＮＭＲを用いて各々の作用基の導入及び各末端基の反応を確認することができ、ＧＰＣ（Gel Permeation Chromatography）を用いたブロック共重合体の分子量の増加によって、ポリエチレングリコール系列化合物と生分解性高分子との共重合体及びポリウレタン系列オリゴマーのカップリングされた構造であることを確認することができた。また、ｐＨ敏感性を確認するために、温度に応じてｐＨを変化させながらゾル−ゲル転移特性の変化を測定し、これによって本発明の多重ブロック共重合体がｐＨ敏感性特性を保有していることを確認することができた。
【００７７】
また、本発明は（ａ）温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体と、（ｂ）前記ブロック共重合体内に封入できる生理活性物質とを含む高分子ヒドロゲル（hydrogel）型薬物伝達体を提供する。
【００７８】
前記高分子ヒドロゲル型のブロック共重合体に封入できる生理活性物質は、特別な制限なしに用いることができ、その非制限的な例としてはインシュリン、エクセンジン−４、人体成長ホルモン（ｈＧＨ）、エリスロポエチン（erythropoietin、ＥＰＯ）、造血成長因子（Granulocyte Colony stimulating factor、Ｇ−ＣＳＦ）、ＧＭ−ＣＳＦ（Granulocyte−macrophage stimulating factor）などのようなタンパク質薬物と、抗癌剤、抗菌剤、ステロイド類、消炎鎮痛剤、性ホルモン、免疫抑制剤、抗ウィルス剤、麻酔剤、抗嘔吐剤または抗ヒスタミン剤などがある。また、前記の成分以外に当業界に公知されている通常な添加剤、例えば賦形剤、安定化剤、ｐＨ調整剤、抗酸化剤、保存剤、結合剤または崩壊剤等を含んでもよい。この時、該伝達体は当分野において公知されている他の添加剤、溶媒などを追加に含んでもよい。
【００７９】
また、前記高分子ヒドロゲル薬物伝達体は、経口剤または非経口剤の形態で製剤化して用いてもよく、静脈、筋肉または皮下注射剤として製造してもよい。
【００８０】
加えて、本発明は前記温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体を薬物伝達用または疾病診断用キャリア（carrier）として用いる方法を提供する。この時、ブロック共重合体内に含まれる物質は疾病の治療、防止または診断のための物質ならば特別な制限がない。
【００８１】
以下、本発明を下記実施例及び実験例によって更に詳記する。但し、下記実施例は本発明を例示したことで、本発明の範囲をこれに限られるわけではない。
[実施例１〜３：温度及びｐＨ敏感性３重ブロック共重合体合成]
<実施例１>
【００８２】
ポリ（カプロラクトン−ｂ−乳酸）−ポリエチレングリコール−ポリ（カプロラクトン−ｂ−乳酸）３重ブロック共重合体（ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ）の製造
【００８３】
ポリエチレングリコールメチルエーテル（ＰＥＧ １，５００、Ｍｎ＝１，５００）１０ｇと触媒であるオクタン酸錫（stannous octoate）０．２ｇとを反応器に入れて、水分を除去するために、１１０℃で４時間真空乾燥させた。乾燥した反応物を冷却させた後、窒素環境下で、生分解性ポリエステル高分子化合物であるε−カプロラクトン６．０ｇ（５．５７６ｍｌ）とＤ，Ｌ−ラクチド１．４３ｇとを添加し、該反応混合物を窒素環境下で徐々に１３５℃までに昇温した後、２４時間重合させた。反応終了後、反応物を常温で冷却させ、これに少量のメチレンクロリドを添加して反応物を溶解させた。溶解した反応混合物内の未反応物を除去するために、過量のエチルエーテルに添加して沈殿させ、未反応物の除去された生成物は４０℃で４８時間真空乾燥させた。生成されたポリエチレングリコールと生分解性ポリエステル高分子化合物であるε−カプロラクトン及び乳酸の末端がヒドロキシ基を有する３重ブロック共重合体（ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ）を得て、生成物の収得率は９１％であった。
<実施例２>
【００８４】
生分解性高分子の反応モル比がε−カプロラクトン／Ｄ，Ｌ−ラクチド＝１／２であることを除いては、実施例１と同一の方法を行って、分子量が７５００のＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ３重ブロック共重合体を製造した。
<実施例３>
【００８５】
生分解性高分子の反応モル比がε−カプロラクトン／Ｄ，Ｌ−ラクチド＝１／３であることを除いては、実施例１と同一の方法を行って、分子量が８０００のＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ３重ブロック共重合体を製造した。
[実施例４〜６：温度及びｐＨ敏感性５重ブロック共重合体の合成]
<実施例４>
【００８６】
ポリエチレングリコールメチルエーテル（ＰＥＧ ２，０００、Ｍｎ＝２，０００）４ｇと触媒であるオクタン酸錫（stannous octoate）０．０２ｇとを反応器に入れて、水分を除去するために１１０℃で４時間真空乾燥させた。乾燥した反応物を冷却させた後、窒素環境下で生分解性ポリエステル高分子化合物であるε−カプロラクトン４．９７ｇ（４．６１ｍｌ）を添加した後、６５℃で１時間真空乾燥させた。その後、反応物を常温まで冷却させた上に、Ｄ，Ｌ−ラクチドを１．４３ｇを添加して８５℃で１時間真空乾燥させた。該反応混合物を窒素環境下で徐々に１３５℃までに昇温させた後、２４時間重合させた。反応終了後、反応物を常温で冷却させ、これに少量のメチレンクロリドを添加して反応物を溶解させた。溶解した反応混合物内の未反応物を除去するために、過量のエチルエーテルに添加して沈殿させ、未反応物の除去された生成物は４０℃で４８時間真空乾燥させた。生成されたポリエチレングリコールと生分解性ポリエステル高分子化合物であるε−カプロラクトンとＤ，Ｌ−ラクチドとのブロック共重合体（ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ）を得て、生成物の収得率は９１％であった。
【００８７】
一方、前記によって製造されたヒドロキシ基付きＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ３重ブロック共重合体を常温下で反応器に入れた後、クロロホルムを添加してブロック共重合体を溶解させた。一方、ポリウレタンブロックを形成させるために、１，６−ジイソシアネートヘキサンと１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジンとを常温で添加して溶解させた後、５０℃で４８時間反応させ、この時の反応物の当量比はヒドロキシ基結合付きＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ３重ブロック共重合体：１，６−ジイソシアネートヘキサン：１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン＝１：２．８：３モル比であった。反応終了後、未反応物を除去するために過量のエチルエーテルに沈殿させた上に濾過して、分子量が２７５００のＰＵ−ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＰＵ５重ブロック共重合体を得て、収得率は８０％以上であった。
<実施例５>
【００８８】
ヒドロキシ基結合付きＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ３重ブロック共重合体：１，６−ジイソシアネートヘキサン：１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジンのモル比が１：２．５：３であることを、前記実施例４と同一の方法を行って、分子量が２５５５０のＰＵ−ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＰＵ５重ブロック共重合体を製造した。
<実施例６>
【００８９】
ヒドロキシ基結合付きＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ３重ブロック共重合体：１，６−ジイソシアネートヘキサン：１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジンのモル比が１：３：４であることを除いては、前記実施例４と同一の方法を行って、分子量が２５５５０のＰＵ−ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＰＵ５重ブロック共重合体を製造した。
<実施例７>
【００９０】
ポリウレタン系列オリゴマー成分であるダイオールが、１，３−ビス｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−フェリーディール｝プロパン（ＨＥＰ）であることを除いては、前記実施例４と同一の方法を行って、分子量が２７，５５０ｇ／ｍｏｌのＰＵ−ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＰＵ５重ブロック共重合体を製造した。
<実験例１>：ｐＨ変化によるゾル−ゲル転移挙動の評価
【００９１】
本発明によって製造されたブロック共重合体の温度及びｐＨ変化に応じるゾル−ゲル転移挙動の評価を行った。
【００９２】
実施例１で製造した３重ブロック共重合体（ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ）と実施例４で製造した５重ブロック共重合体（ＰＵ−ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＰＵ）とを緩衝溶液に３０重量％添加して溶かした後、５０℃でＮａＯＨ溶液で適正して各々ｐＨ５．５、６．０、６．５、７．０、７．５に調節した。各々のｐＨを有する３重ブロック共重合体溶液を２℃ずつ上げながら、１０分間一定な温度下で平衡状態がなされるようにした後、各溶液を傾けてゾル−ゲル転移挙動を測定した。
【００９３】
図１は、本発明の一実施例による温度及びｐＨ変化によるブロック共重合体ヒドロゲルのゾル−ゲル転移挙動を示すグラフである。
【００９４】
より詳しくは、図１は実施例４によって、温度敏感性付きポリエチレングリコール系列化合物と、生分解性ポリカプロラクトン及びポリ乳酸の化合物と、ｐＨ敏感性付き生分解性ポリウレタン系列オリゴマー化合物とから構成された５重ブロック共重合体の温度及びｐＨ変化によるゾル−ゲル転移挙動を示したグラフである。
【００９５】
図１に示すように、本発明のブロック共重合体はブロック共重合体内のポリウレタン系列オリゴマーのｐＨ変化によるイオン化度の変化及び生分解性高分子共重合体の温度変化による疎水性変化によって、温度だけでなくｐＨ変化に応じてゾル−ゲル転移挙動が可逆的に行われていることを確認することができた。
【００９６】
図２でのように実際に、製造されたブロック共重合体ヒドロゲルは特定ｐＨでゾル−ゲル転移特性を示すことによって、体内と似たｐＨ７．０〜７．４付近でゲル化がなされ、該範囲以下ではゾル化されることによって、体内注入時に従来温度敏感性ヒドロゲルで示された注射針の塞がり現象の発生なしに、体内で安全にゲルを形成することを見出すことができ、これによって製造されたブロック共重合体が特定な温度及び特定なｐＨで標的放出が可能な薬物放出用キャリアとして応用可能なことを見出した。一方、ｐＨ敏感性成分がゲル強度に優れたポリウレタン系列オリゴマーを用いる関係上、比較的長期に薬物を放出するような薬物伝達体として、適合である。
<実験例２>：ゲル強度の評価
【００９７】
本発明によって製造されたブロック共重合体の温度及びｐＨ変化において、ゾル−ゲル転移が起きた後のゲル強度の評価を行った。
【００９８】
実施例１で製造された３重ブロック共重合体（ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ）と実施例４、５及び７で製造された５重ブロック共重合体（ＰＵ−ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＰＵ）とを緩衝溶液に３０重量％添加して溶かした後、５０℃でＮａＯＨ溶液で適正して各々ｐＨ７．４に調節して、完全にゲル転移が起きて平衡状態がなされるようにした後、ヒドロゲルのゲル強度を測定した。
【００９９】
図５は、本発明の実施例による温度３７℃及びｐＨ７．４で完全にゲル化されたヒドロゲルのゲル強度を示すグラフである。
【０１００】
本発明の温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体は、特定ｐＨ、例えば体内正常細胞のｐＨ範囲であるｐＨ７．０〜７．４では、安定なヒドロゲル（hydrogel）を形成し、癌細胞のような非正常細胞が示すｐＨ範囲６．０〜７．０では、ゾル（sol）状態で維持することによって、癌細胞に標的指向的な薬物放出用伝達体として用いることができる。即ち、低いｐＨ（ｐＨ７．０未満）でポリウレタン系列オリゴマーに存在する３次アミンのイオン化度の増加によってポリウレタンの全体が水溶性に変わるようになって、ヒドロゲルを形成することができなくなり、ｐＨ７．０以上ではポリウレタンのイオン化度が低下して疎水性特性を示す。
【０１０１】
上記のような特性により、本発明の多重ブロック共重合体は、温度だけでなくｐＨに敏感なゾル−ゲル転移特性を示すことができる。
【０１０２】
前記において、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得ろう。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の好適な一実施の形態による、温度及びｐＨ変化によるブロック共重合体ゾル−ゲル転移挙動のグラフである。
【図２】本発明の好適な一実施の形態による、ポリエチレングリコール系列化合物と、ポリカプロラクトン及びポリ乳酸化合物と、ポリウレタン系列オリゴマー化合物とから構成された５重ブロック共重合体の３０％溶液の３７℃でｐＨによるゾル−ゲル転移挙動の写真である。
【図３】本発明の好適な一実施の形態の中に実施例６に基づいて製造されたポリエチレン系列化合物と、ポリカプロラクトン及びポリ乳酸化合物と、ポリウレタン系列オリゴマー化合物とから構成された５重ブロック共重合体のＮＭMＲグラフである。
【図４】本発明の好適な実施例１及び６に基づいて製造された３重及び５重ブロック共重合体のＩＲグラフである。
【図５】本発明の実施例１〜６に基づいて製造されたポリエチレングリコール系列化合物と、ポリカプロラクトン及びポリ乳酸化合物と、ポリウレタン系列オリゴマー化合物とから構成された３重及び５重ブロック共重合体のゲル強度グラフである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体及びその製造方法、並びにそれを用いた薬物伝達体に関するものであり、より詳しくは、温度敏感性且つ親水性なポリエチレングリコール系列化合物の単独または疎水性な生分解性ポリエステルとの共重合体のｐＨによってイオン化特性を示すポリウレタン系列オリゴマー化合物と多重ブロック共重合体とを誘導することによって、ゲル強度に優れ、体内温度及びｐＨ変化に応じて標的指向的な薬物放出が可能な多重ブロック共重合体及びその製造方法、並びにそれを用いた薬物伝達体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生体適合性高分子においては、診断及び治療を含める各種医療行為及び身体の一部に代わるために使われる重合体が使われるが、最近は、生分解性高分子または疎水性及び親水性の基を共に有する両親性高分子に分子の構造を変化させ、またはブロック共重合体でヒドロゲルを形成させ、ゾルーゲル転移現象を調節するような薬物伝達体に対する工夫が盛んになされてきている。
【０００３】
米国特許第４，９４２，０３５では、親水性高分子であるポリアルキレングリコールと生分解性ポリエステル高分子であるポリラクチドまたはポリグリコールライド、ポリカプロラクトンとの共重合体を用いて、既存のプルロニック（Pluronic）と呼ばれたポリエチレングリコールとポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシド−ポリエチレンオキシドブロック共重合体が体内で分解されないという不都合を改善していた。
【０００４】
また、米国特許第５，４７６，９０９号では、生分解性ポリエステル高分子Ａ−Ｂ−Ａ形態の３重ブロック共重合体を示しているが、疎水性ブロック（Ａ）はポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリグリコライド（ＰＧＡ）及びそれらの共重合体に限定し、親水性ブロック（Ｂ）もポリエチレングリコール（ＰＥＧ）及びその誘導体に限定している。
【０００５】
また、米国特許第６００４５７３号では、疎水性ブロックがＰＬＡとＰＧＡとの共重合体で、親水性ブロックがＰＥＧからなる生分解性低分子量の３重ブロック共重合体であって、疎水性部分の含量を増加させ、５℃〜２５℃では清い液体であるゾル（sol）の状態に存在し、人体内への投入時には自動に体温（３７℃）によってゲル（gel）の形態、即ち水を担持している半固形のヒドロゲル（hydrogel）の形態に転移され、人体内では持続的にゲルの形態に不溶性を示して、可逆的に熱的ゲル化が誘導されてゲル内の薬物を徐々に放出させるような薬物伝達体として用いられる、両親性のブロック共重合体が提案されている。
【０００６】
また、米国公開特許第２００６０２３９９６１号では、中心のポリプロピレンオキシドまたはポリブチレンオキシドブロックと両方のエチレンオキシドブロックとの形態で、エステル結合のような加水分解が可能な結合で連結された２種以上のアルキレンオキシドオリゴマーからなる両親性３重共重合体として、生理状態ではオリゴマーに加水分解され、水溶液上では熱的に可逆的であり、加水分解が可能なヒドロゲル形態の薬物伝達体やその他の生体医療用に用いられ得る高分子が提案されている。
【０００７】
しかし、温度にのみ敏感なゾル−ゲル転移特性を示すブロック共重合体であるので、体内に注射する過程にて体内の温度によって注射針の温度が体内の温度と熱的平衡に到達して、体内に完全に注入される前にゲル化が生じることによって、注射針が塞がるような現象などの問題が生じていた。
【０００８】
また、上記の技術において、薬物の担持したヒドロゲルが人体に十分に注射されても、ヒドロゲルのゲル強度が十分に強くなく、人体への注射の初期にヒドロゲルの生分解による薬物の初期過多放出現象が生じる等、長期間に渡って薬物の放出が調節されないという不都合をもたらす。
【０００９】
その他にＰＬＡ、ＰＧＡまたはポリカプロラクトン（ＰＣＬ）などから成る疎水性部分がｐＨ敏感性を示していると報告されているが、実に体内ｐＨに適用するほどに敏感でないので、薬物伝達分野において実用化するには適当でなかった。
【００１０】
一方、大韓民国公開特許公報第２０００−００１２９７０号では、スルホンアミド基を含むｐＨ敏感性高分子及びその製造方法を示しているが、該スルホンアミド単量体とジメチルアクリルアミドあるいはイソプロピルアクリルアミドとのランダム共重合によって形成されたブロック共重合体ヒドロゲルの場合、ｐＨ敏感性付き成分が陰イオン性電荷を帯びて、主に陽イオン性電荷を帯びる薬物の伝達体として、その用途が限定されてきた。
【００１１】
また、大韓民国登録特許第６６５６７２号では、ｐＨ敏感性成分としてポリ（β−アミノエステル）を用いたブロック共重合体ヒドロゲルの製造方法を示しており、温度だけでなくｐＨにも敏感なブロック共重合体を合成し、体内と似たｐＨ７．０〜７．４付近でゲル化が行われ、該範囲以下ではゾル化され、体内注入時に従来温度敏感性ヒドロゲルで見ることができた注射針の塞がり現象が発生することなく、体内で安全にゲルを形成することを見出し、これによって製造されたブロック共重合体が特定な温度及び特定なｐＨで標的放出の可能な薬物放出用伝達体として応用することができるというものが提示されていた。
【００１２】
ただし、該ヒドロゲルの場合、主に主鎖がエステル結合とアミド結合とから成り、ヒドロゲルの人体内への注射時、初期に急激にゲル強度が低下し、長期間の薬物放出を要する薬物伝達体としての使用には制限があるという不都合がある。
【特許文献１】大韓民国公開公報２０００−００１２９７０
【特許文献２】大韓民国登録特許６６５６７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の問題を解決するために、本発明の目的は、体内のｐＨに敏感してイオン化特性を示す成分であるポリウレタン系列オリゴマーを合成して、生分解性高分子からなる温度敏感性ブロック共重合体とのカップリング反応によって、温度だけでなくｐＨにも敏感なゲル強度に優れた新たな両親性ブロック共重合体、即ちゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体及びその製造方法を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、該ブロック共重合体に封入できる生理活性物質を含むヒドロゲル型薬物伝達体を提供することにある。
【００１５】
また、本発明のさらに他の目的は、該ブロック共重合体の構成成分、それらのモル比、分子量及び／又はブロック内官能基を適宜変更して、癌細胞だけでなく遺伝子変移または他の応用分野に標的指向的にデザインして、それを有用に応用する、ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体及びその製造方法、並びにそれを用いた薬物伝達体を提供することにある。
【００１６】
また、本発明のさらに他の目的は、薬物の初期過多放出（initial burst release）現象を抑制して、長期間に渡って薬物放出が可能な、ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体及びその製造方法、並びにそれを用いた薬物伝達体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明は、温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体であって、（ａ）ポリエチレン系列化合物（Ａ）単独または生分解性ポリエステル高分子との共重合体（Ｂ）と、（ｂ）ポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）とを含む、ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体を提供する。
【００１８】
また本発明は、前記オリゴマー（Ｃ）が、ポリエチレン系列化合物単独（Ａ）または共重合体（Ｂ）にカップリングして結合した３重又は５重ブロック共重合体、又は多重ブロック共重合体を提供する。
また本発明は、前記ポリエチレン系列化合物が、下記化学式
（ここで、Ｒは水素または炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは１１〜４５の範囲の自然数である）
によって示される多重ブロック共重合体を提供する。
【００１９】
また本発明は、前記ポリエチレン系列化合物（Ａ）の数平均分子量が１，０００〜５，０００ｇ／ｍｏｌ範囲であるブロック共重合体を提供する。
【００２０】
また本発明は、該ポリエチレン系列化合物がポリエチレングリコール（ＰＥＧ）であり、数平均分子量が１，０００〜２，０００ｇ／ｍｏｌ範囲であるブロック共重合体を提供する。
【００２１】
また本発明は、前記生分解性高分子が、生分解性脂肪族ポリエステル高分子であるブロック共重合体を提供する。
【００２２】
また本発明は、前記生分解性高分子が、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリグリコライド（ＰＧＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ（カプロラクトン−ラクチド）ランダム共重合体（ＰＣＬＡ）、ポリ（カプロラクトン−グリコライド）ランダム共重合体（ＰＣＧＡ）及びポリ（ラクチド−グリコライド）ランダム共重合体（ＰＬＧＡ）、またはこれらの混合物から成る群より１以上選択されるブロック共重合体を提供する。
【００２３】
また本発明は、前記ポリエチレン系列化合物と生分解性高分子との分子量比が、１：１〜１：３の範囲であるブロック共重合体を提供する。
【００２４】
また本発明は、前記ポリウレタン系列オリゴマーが、ジイソシアネート化合物とダイオール化合物とを重合して形成されたブロック共重合体を提供する。
【００２５】
また本発明は、前記ジイソシアネートが、次の化学式
ＯＣＮ−(ＣＨ２)ｎ−ＮＣＯ
（ここで、ｎは整数４〜１０の繰り返し単位数である）
によって示されるブロック共重合体を提供する。
【００２６】
また本発明は、前記ジイソシアネートが、１，２−ジイソシアネートエタン、１，４−ジイソシアネートブタン、１，３−ジイソシアネートブタン、１，６−ジイソシアネートヘキサン、１，７−ジイソシアネートヘプタン、１，８−ジイソシアネートオクタン、１，９−ジイソシアネートノナ、１，１０−ジイソシアネートデカン、１，１２−ジイソシアネートデカン、ビス（４−イソシアネートサイクロエチル）メタン、ビス（４−イソシアネートフェニル）メタン、ビス（４−イソシアネートフェニル）エーテル、ビス（４−イソシアネートフェニル）スルホン、４，４'−ダイフェニルメタンジイソシアネート、水素化済の４，４'−ダイフェニルメタンジイソシアネートからなる群より１以上選択されるブロック共重合体を提供する。
【００２７】
また本発明は、前記ダイオール基が、主鎖に３次アミンを含む下記化学式
または
（ここで、Ｒ及びＲ'は炭素原子数１〜８のアルキル基である）
によって示されるブロック共重合体を提供する。
【００２８】
また本発明は、前記ダイオール基が、１，３−ビス｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−フェリーディール｝プロパン、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン、１，４−ビス（２−ヒドロキシメチルフェニル）ピペラジン、及び１，４−ビス（２−ヒドロキシフロロフェニル）ピペラジン、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン モノ−ラクテート[１，４−ｂｉｓ（２−ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ）ｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ ｍｏｎｏ−ｌａｃｔａｔｅ]、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン ジ−ラクテート[１，４−ｂｉｓ（２−ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ）ｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ ｄｉ−ｌａｃｔａｔｅ]、１，３−｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ピペリジル｝プロパン モノ−ラクテート[１，３−｛１−（２−ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ）−４−ｐｉｐｅｒｉｄｙｌ｝ｐｒｏｐａｎ ｍｏｎｏ−ｌａｃｔａｔｅ]、１，３−｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ピペリジル｝プロパン ジ−ラクテート[１，３−｛１−（２−ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ）−４−ｐｉｐｅｒｉｄｙｌ｝ｐｒｏｐａｎ ｄｉ−ｌａｃｔａｔｅ]から成る群より１以上選択されるブロック共重合体を提供する。
また本発明は、前記ジイソシアネートとダイオールとの反応モル比が、１：１〜１：３であるブロック共重合体を提供する。
【００２９】
また本発明は、前記オリゴマーの数平均分子量が、１０，０００〜２０，０００ｇ／ｍｏｌであるブロック共重合体を提供する。
【００３０】
また本発明は、前記ブロック共重合体が、３重又は５重以上、又は３重以上から成るブロック共重合体を提供する。
また本発明は、前記ブロック共重合体が、下記一般式
または
によって示される化合物群より選択されることであるブロック共重合体を提供する。
【００３１】
また本発明は、前記ブロック共重合体が、疎水性ブロックと親水性ブロックとの分子量比１：１〜１：３であるブロック共重合体を提供する。
【００３２】
また本発明は、前記３重以上の多重ブロック共重合体の数平均分子量が、１４，０００〜３０，０００であるブロック共重合体を提供する。
【００３３】
また本発明は、ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の製造方法であって、（ａ）ポリエチレン系列化合物単独（Ａ）または生分解性ポリエステル高分子との共重合体（Ｂ）を合成するステップと、（ｂ）前記ポリエチレン系列化合物単独（Ａ）または前記共重合体（Ｂ）にポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）をカップリングさせるステップとを含む、ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性注射型ヒドロゲルの製造方法を提供する。
【００３４】
また本発明は、前記ポリエチレン系列化合物単独（Ａ）または前記共重合体（Ｂ）を合成した後、前記共重合体にヒドロキシ基を導入するステップを、さらに含む方法を提供する。
【００３５】
また本発明は、前記共重合体の合成が、温度１３０〜１５０℃、１２〜４８時間行われる方法を提供する。
【００３６】
また本発明は、前記ステップの各々が、オクト酸錫（stannous octoate）、塩化錫（stannous chloride）、酸化鉄（iron oxide）、アルミニウムトリイソプロポキシド（aluminum triisopropoxide）、ＣａＨ２、Ｚｎ、塩化リチウム（lithium chloride）、トリス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノラート（tris（２，６−di−tert−butylphenolate））から成る群より１以上選択された触媒を利用可能である方法を提供する。
【００３７】
また本発明は、温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の製造方法であって、窒素雰囲気にてポリエチレングリコールメチルエーテルとε−カプロラクトンとを重合するステップと、前記重合体をメチレンクロライドに溶解させて未反応物を除去するステップと、前記未反応物の除去された重合体をクロロホルムに溶解させ、ポリウレタンブロックを形成するために、１，６−ジイソシアネートヘキサン及び１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン、または１，３−ビス｛1−（２−ヒドロキシエチル）−４−フェリーディール｝プロパン（ＨＥＰ）と反応するステップと、前記反応物を過量のエチルエーテルに溶解させて未反応物を除去するステップとを含む、ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の製造方法を提供する。
【００３８】
また本発明は、（ａ）前記ブロック共重合体または前記方法で製造されたブロック共重合体と、（ｂ）前記ブロック共重合体内に封入可能な生理活性物質とを含む高分子ヒドロゲル型薬物伝達体を提供する。
【００３９】
また本発明は、前記高分子ヒドロゲル型のブロック共重合体に封入可能な生理活性物質としては特別な制限なしに利用可能で、その非制限的な例としては、インシュリン、エクセンジン−４、人体成長ホルモン（ｈＧＨ）、エリスロポエチン（erythropoietin、ＥＰＯ）、造血成長因子（Granulocyte Colony stimulating factor、Ｇ−ＣＳＦ）、ＧＭ−ＣＳＦ（Granulocyte−macrophage stimulating factor）などのようなタンパク質薬物と、抗癌剤、抗菌剤、ステロイド類、消炎鎮痛剤、性ホルモン、免疫抑制剤、抗ウィルス剤、麻酔剤、抗嘔吐剤または抗ヒスタミン剤などの薬物と、前記の成分以外に当業界に公知の通常な添加剤、例えば賦形剤、安定化剤、ｐＨ調整剤、抗酸化剤、保存剤、結合剤または崩解剤等から成る群より１以上選択されるの薬物伝達体を提供する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、親水性高分子と生分解性高分子とからなるブロック共重合体にｐＨ変化に応じて多様なイオン化度を示すポリウレタン系列オリゴマーをカップリング反応させることによって、温度敏感性以外に、ｐＨ敏感性も共に与えられると共に、前述の温度敏感性ヒドロゲルの問題を解決することができる効果が奏する。
【００４１】
さらに、人体注射時のゲル強度に優れて、初期に生分解されて薬物の初期過多放出現象を抑制することができる、より安定な形態のヒドロゲルを形成することができる。
【００４２】
さらにまた、温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体は、体内で安全なので医療用、遺伝子伝達、薬物伝達分野、特に薬物担持及び放出などの西方型薬物伝達体として適用されると共に、病気の診断のための物質を非正常細胞に伝達することによって、診断イメージング（diagnostic imaging）などの診断用途に応用できる。
【００４３】
さらにまた、正常体内条件と同一のｐＨ７．０〜７．４の範囲ではヒドロゲルを形成し、癌細胞のような非正常条件であるｐＨ７．０以下ではゾル状態で維持されて癌細胞標的指向的なデザインを適用しているが、該ブロック共重合体の構成成分、これらのモル比、分子量及び／又はブロック内官能基を適宜変更することによって、癌細胞だけでなく遺伝子変移または他の応用分野に標的指向的にデザインして、これを有用に応用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な一実施の形態を詳記する。まず、各図面において、同じ構成要素または部品は出来るだけ同じ参照符号を示していることに留意されたい。本発明を説明するに当たって、関連した公知の機能あるいは構成に対する具体的な説明は、本発明の要旨を曖昧でなくするために省略する。
【００４５】
本明細書で使われる程度の用語、略、実質的に、等は言及された意味に固有の製造及び物質許容誤差が提示される時、その数値でまたはその数値に近接な意味として使われ、本発明の理解を助けるために正確または絶対的な数値が言及された開示内容を、非良心的な侵害者が不当に用いるのを防止するために使われる。
【００４６】
本発明は、親水性で且つ温度に敏感なポリエチレン系列化合物単独または生分解性高分子化合物との共重合体に、ｐＨによってイオン化度が変化するポリウレタン系列オリゴマー系列オリゴマーをカップリングさせることによって、体内温度だけでなく体内のｐＨにも敏感な、新規な温度及びｐＨ敏感性多重ブロック共重合体及びこの製造方法、並びにそれを用いたヒドロゲル薬物伝達体を提供することを特徴とする。
【００４７】
本発明による温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の構成成分の一つは、ポリエチレン系列化合物（Ａ）と生分解性高分子との共重合体（Ｂ）である。該共重合体（Ｂ）は分子内ポリエチレン系列化合物の親水性と生分解性高分子の疎水性とが共存することによって、温度変化によるゾル−ゲル転移が可能である。
【００４８】
該共重合体（Ｂ）を構成するポリエチレン系列化合物は、当分野で知られている通常なポリエチレン系列化合物を制限なしに使用可能で、特に、下記化学式１によって示されるポリエチレン系列化合物が望ましい。
［化学式１］
前記式において、Ｒは水素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは１１〜４５の範囲の自然数である。
【００４９】
前記ポリエチレン系列化合物の数平均分子量（Ｍｎ）は、特に制限がないが、１，０００〜５，０００ｇ／ｍｏｌ範囲が望ましい。特に、前記化学式１中のＲが水素であるポリエチレングリコール（ＰＥＧ）の場合、１，０００〜２，０００ｇ／ｍｏｌの範囲が望ましく、Ｒがメチル基であるメトキシポリエチレングリコール（ＭＰＥＧ）の分子量は１，０００〜５，０００ｇ／ｍｏｌの範囲が望ましい。
【００５０】
前記のポリエチレン系列化合物の分子量が前記範囲を外している場合、即ち１，０００未満の場合と５，０００ｇ／ｍｏｌを超えている場合、ゲルの形成が十分に行われないだけでなく、ゲルが形成されるにしてもゲル強度などの弱化によって、実際の薬物伝達用伝達体として適用するに難しい点がある。
【００５１】
前記共重合体（Ｂ）を構成する生分解性高分子は、当分野において公知されている通常な生分解性高分子を用いてもよく、望ましくは、生分解性脂肪族ポリエステル高分子である。該生分解性高分子の非制限的な例としては、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリグリコライド（ＰＧＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ（カプロラクトン−ラクチド）ランダム共重合体（ＰＣＬＡ）、ポリ（カプロラクトン−グリコライド）ランダム共重合体（ＰＣＧＡ）、ポリ（ラクチド−グリコライド）ランダム共重合体（ＰＬＧＡ）またはそれらの混合形態などがある。
【００５２】
前記共重合体（Ｂ）のうち、ポリエチレン系列化合物と生分解性高分子との分子量比は特別な制限がないが、特に１：１〜１：３の範囲が望ましい。該分子量比が１：１未満の場合、ゲル形成がなされなく、１：３を超えている場合は、疎水性の強さが増加してブロック共重合体が水に溶解しないという不都合が生じてしまう。
【００５３】
また、前記共重合体のうち、生分解性高分子がＰＣＬＡ、ＰＣＧＡまたはＰＬＧＡの場合、それらのモル比を適宜調節することによって、温度及びｐＨ敏感性効果を上げることができる。
【００５４】
本発明による温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の構成成分の他の一つには、ｐＨによって多様なイオン化度を示す化合物ならば特別な制限なしに使用可能で、特に疎水性及びｐＨ敏感性の両方を有するポリウレタン系列化合物から形成されたオリゴマー（Ｃ）が望ましい。
【００５５】
前記ポリウレタン系列オリゴマーは、温度敏感性ブロックとの反応が可能なジイソシアネート基（ＮＣＯ−Ｒ−ＮＣＯ）とダイオール基（ＨＯ−Ｒ'−ＯＨ）などの官能基を備えることが更に望ましいが、これは重合反応によって本発明によるブロック共重合体を容易に製造するためである。特に、前記ポリウレタン系列オリゴマー化合物は、ｐＨ７．０以下でイオン化される３次アミン基を含むダイオール基を用いることによって、体内ｐＨに敏感性を示すことができる。
【００５６】
ここで使われたジイソシアネート化合物は、下記化学式２のように示され、非制限的な例としては１，２−ジイソシアネートエタン、１，４−ジイソシアネートブタン、１，３−ジイソシアネートブタン、１，６−ジイソシアネートヘキサン、１，７−ジイソシアネートヘプタン、１，８−ジイソシアネートオクタン、１，９−ジイソシアネートノナ、１，１０−ジイソシアネートデカン、１，１２−ジイソシアネートデカン、ビス（４−イソシアネートサイクロエチル）メタン、ビス（４−イソシアネートフェニル）メタン、ビス（４−イソシアネートフェニル）エーテル、ビス（４−イソシアネートフェニル）スルホン、４，４'−ダイフェニルメタンジイソシアネート、水素化済の４，４'−ダイフェニルメタンジイソシアネートからなる群より１以上選択されたことであってもよい。
［化学式２］
ＯＣＮ−(ＣＨ２) n−ＮＣＯ
前記式において、ｎは整数４〜１０である。
【００５７】
また、ダイオール化合物として、１，３−ビス｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−フェリーディール｝プロパン、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン、１，４−ビス（２−ヒドロキシメチルフェニル）ピペラジン、１，４−ビス（２−ヒドロキシフロロフェニル）ピペラジンから成る群より１以上選択されたことであってもよい。
【００５８】
一方、ここで使われたｐＨ敏感性成分として主鎖に３次アミンのあるダイオール化合物は、下記化学式３のように示すことができ、その非制限的な例としては１，３−ビス｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−フェリーディール｝プロパン、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン、１，４−ビス（２−ヒドロキシメチルフェニル）ピペラジン、１，４−ビス（２−ヒドロキシフロロフェニル）ピペラジン、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン モノ−ラクテート、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン ジ−ラクテート、１，３−｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ピペリジル｝プロパン モノ−ラクテート、１，３−｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ピペリジル｝プロパン ジ−ラクテートなどがある。
［化学式３］
または
前記化学式３において、Ｒ及びＲ'は炭素原子数１〜８のアルキル基である。
【００５９】
ｐＨ敏感性を示すポリウレタン系列オリゴマーの製造時、ジイソシアネート化合物とダイオール化合物との反応モル比は１：１〜１：３の範囲が望ましい。
【００６０】
前記ダイオール系列化合物のモル比が１：１未満１：３を超えている場合、重合する高分子の分布が広くなり、ｐＨ敏感性が低下し、ブロック共重合体のブロック長さの調節が難しくなる。
【００６１】
前記のポリウレタンから形成されたオリゴマーの数平均分子量は特別な制限はないが、１０，０００〜２０，０００ｇ／ｍｏｌ範囲が望ましい。該分子量が１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の場合、ｐＨ変化によるゾル−ゲル転移挙動が、人体内条件である約ｐＨ７．０〜７．４、温度３７℃で示されなくなり、低分子量によってゲル強度が低下し、２０，０００ｇ／ｍｏｌを超えている場合にも、人体内条件であるｐＨ７．０〜７．４、温度３７℃で、温度及びｐＨ敏感性が同時に示されることが難しくなる。
【００６２】
前記のｐＨ敏感性付きポリウレタン系列オリゴマー系列オリゴマーと温度敏感性付きポリエチレン単独または生分解性高分子との共重合体とを適当な比率で反応して得た３重または５重ブロック共重合体のポリウレタン系列オリゴマー系列オリゴマーは、自体内に存在する３次アミン基によってｐＨによって水への溶解度が変わるイオン化特性を有するようになって、体内ｐＨ変化によってヒドロゲルを形成するか、またはゾル状態を維持することができる。
【００６３】
該化合物は当業界において公知の通常な方法によって製造されてもよく、その一実施例が挙げると、両方末端がヒドロキシ基で構成された温度敏感性高分子ブロックにジイソシアネート基のウレタン反応によって、両方末端がイソシアネート基で形成された化合物を重合させ、ここにｐＨ敏感性成分である３次アミン基付きダイオール基を適当な比率で反応させて、最後に温度及びｐＨに敏感なブロック共重合体ヒドロゲルを得ることができる。
【００６４】
上記の構成成分のうち、ポリエチレングリコール系列化合物（Ａ）と生分解性高分子との共重合体（Ｂ）及びポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）とがカップリングして形成された本発明のブロック共重合体は、３重以上の多重ブロック共重合体が適切で、とりわけ、３重または５重の形態が望ましい。特に、下記化学式４〜６によって示される。
［化学式４］
ＨＯ−PEG−ＯＨ
または、
ＨＯ−PCLA−PEG−PCLA−ＯＨ
［化学式５］
または、
［化学式６］
または、
【００６５】
前記化学式４〜６における３重または５重のブロック共重合体は、前記のポリエチレングリコールブロックの親水性及び生分解性高分子ブロックの疎水性の両親性と、ポリウレタンオリゴマーブロックのｐＨ敏感性または疎水性によりｐＨ変化に応じてヒドロゲルを形成することができ、またはゾル−ゲル転移を誘導することができ、特に体内ｐＨ変化による敏感性が要求される用途、例えば薬物放出用伝達体または診断用途などにおいて満足な結果を導き出すことができる。
【００６６】
この時、前記化学式５によって示されるポリエチレングリコール単独（ＨＯ−ＰＥＧ−ＯＨ）または生分解性高分子との３重ブロック共重合体は、ポリエチレン系列化合物と生分解性ポリエステル高分子との共重合体（ＨＯ−ＰＬＣＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＯＨ）のうち、両方末端にヒドロキシ基（−ＯＨ）があるため、ジイソシアネート基（ＯＣＮ−Ｒ'−ＮＣＯ）との反応が可能で、その後に両方にポリウレタンオリゴマーのカップリングされたブロック構造を有する。
【００６７】
前記３重または５重のブロック共重合体の数平均分子量の範囲は特別な制限はないが、１４，０００〜３０，０００ｇ／ｍｏｌ程度が適している。ここには、温度に敏感なブロック共重合体を製造するために、分子量が３，０００−５，０００ｇ／ｍｏｌの生分解性ポリエステル高分子と、分子量が１，０００〜５，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有するポリエチレン系列化合物を用いるようになるが、これは疎水性ブロックと親水性ブロックとの分子量比が１：１〜１：３を有するようにするためである。該比が１：１未満の場合、ゲル形成がなされなく、１：３を超えている場合は、疎水性の強さが増加してブロック共重合体が水に溶解しないという不都合が生じてしまう。
【００６８】
本発明による温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体には、前述の成分以外に通常使われるその他成分または添加剤などが含まれてもよい。
【００６９】
前記ポリエチレン系列化合物（Ａ）と生分解性高分子との共重合体（Ｂ）及びポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）とを用いて、本発明による温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体を製造するためには、ラジカル重合、陽イオン重合、陰イオン重合、縮合重合など、当技術分野において知られている、いくつかの重合方法のうちいずれかの方法を用いてもよい。
【００７０】
以下、本発明による温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の製造方法の一つの実施形態を挙げと、ａ）ポリエチレン系列化合物単独（Ａ）または生分解性高分子とを重合させて共重合体（Ｂ）を製造するステップと、ｂ）生成されたポリエチレン系列化合物と生分解性高分子との共重合体（Ｂ）にヒドロキシ基を導入するステップと、ｃ）生成された共重合体にジイソシアネート基とダイオール基とから構成されるポリウレタン系列オリゴマーをカップリングさせるステップとから成ることができる。
【００７１】
まず、ポリエチレン系列化合物と生分解性ポリエステル高分子とを重合させて共重合体を形成するが、該反応は例えば、下記反応式１のように示すことができる。
［反応式１］
【００７２】
ポリエチレン系列化合物と生分解性ポリエステル高分子との共重合反応は、開環重合反応を用いることが望ましく、この時、重合温度及び時間は特別な制限はないが、１３０〜１５０℃及び１２〜４８時間が望ましい。また、反応性のために触媒を用いてもよい。特に使用可能な触媒としてはオクト酸錫（stannous octoate）、塩化錫（stannous chloride）、酸化鉄（iron oxide）、ＧｅＯ２、Ｓｂ３Ｏ２、ＳｎＯ２等、アルミニウムトリイソプロポキシド（aluminum triisopropoxide）、ＣａＨ２、Ｚｎ、塩化リチウム（lithim chloride）、トリス（２，６−ジ−ターシャリー−ブチルフェノラート（tris（２，６−di−tert−butylphenolate））などがある。また、疎水性強さを多様化するために、前述の生分解性高分子の分子量または種類などを適宜調節してもよい。
【００７３】
ポリエチレン系列オリゴマーと生分解性高分子との開環重合反応によって形成されたポリカプロラクトン−ｂ−ポリ乳酸−ポリエチレン−ｂ−ポリ乳酸−ポリカプロラクトンの３重ブロック共重合体にジイソシアネート基を導入するステップは、ポリエチレングリコール−生分解性ポリエステル共重合体末端のヒドロキシル基（−ＯＨ）にジイソシアネートのウレタン反応によってジイソシアネート基を導入することが望ましい。該反応は下記反応式２のように示すことができる。
［反応式２］
【００７４】
ジイソシアネート基の導入されたポリエチレン系列化合物と生分解性ポリエステル高分子との共重合体（Ｂ）は、ダイオール基（ＨＯ−Ｒ−ＯＨ）とジイソシアネート基（ＯＣＮ−Ｒ−ＮＣＯ）とのウレタン反応によって本発明による温度及びｐＨ敏感性５重ブロック共重合体を製造することができ、該反応は下記反応式３によって示すことができる。
［反応式３］
前記ステップの反応温度及び時間は、特別な制限がない。
【００７５】
ポリウレタン系列オリゴマー製造に使われるジイソシアネート化合物及び３次アミンを含むダイオール化合物は、前述のものと同じである。前記のような方法によって製造された多重ブロック共重合体は前述のように、親水性ブロック、疎水性ブロック及びｐＨ変化に応じて多様なイオン化度を示すポリウレタン系列オリゴマーが結合した形態であるので、温度敏感性と共にｐＨ敏感性を示すことができる。
【００７６】
実際に、このような方法で製造されたポリエチレングリコール−ポリカプロラクトン−ポリラクチド−ポリウレタン（ＰＵ−ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＰＵ）ブロック共重合体は、ＦＴ−ＩＲ及び１Ｈ−ＮＭＲを用いて各々の作用基の導入及び各末端基の反応を確認することができ、ＧＰＣ（Gel Permeation Chromatography）を用いたブロック共重合体の分子量の増加によって、ポリエチレングリコール系列化合物と生分解性高分子との共重合体及びポリウレタン系列オリゴマーのカップリングされた構造であることを確認することができた。また、ｐＨ敏感性を確認するために、温度に応じてｐＨを変化させながらゾル−ゲル転移特性の変化を測定し、これによって本発明の多重ブロック共重合体がｐＨ敏感性特性を保有していることを確認することができた。
【００７７】
また、本発明は（ａ）温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体と、（ｂ）前記ブロック共重合体内に封入できる生理活性物質とを含む高分子ヒドロゲル（hydrogel）型薬物伝達体を提供する。
【００７８】
前記高分子ヒドロゲル型のブロック共重合体に封入できる生理活性物質は、特別な制限なしに用いることができ、その非制限的な例としてはインシュリン、エクセンジン−４、人体成長ホルモン（ｈＧＨ）、エリスロポエチン（erythropoietin、ＥＰＯ）、造血成長因子（Granulocyte Colony stimulating factor、Ｇ−ＣＳＦ）、ＧＭ−ＣＳＦ（Granulocyte−macrophage stimulating factor）などのようなタンパク質薬物と、抗癌剤、抗菌剤、ステロイド類、消炎鎮痛剤、性ホルモン、免疫抑制剤、抗ウィルス剤、麻酔剤、抗嘔吐剤または抗ヒスタミン剤などがある。また、前記の成分以外に当業界に公知されている通常な添加剤、例えば賦形剤、安定化剤、ｐＨ調整剤、抗酸化剤、保存剤、結合剤または崩壊剤等を含んでもよい。この時、該伝達体は当分野において公知されている他の添加剤、溶媒などを追加に含んでもよい。
【００７９】
また、前記高分子ヒドロゲル薬物伝達体は、経口剤または非経口剤の形態で製剤化して用いてもよく、静脈、筋肉または皮下注射剤として製造してもよい。
【００８０】
加えて、本発明は前記温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体を薬物伝達用または疾病診断用キャリア（carrier）として用いる方法を提供する。この時、ブロック共重合体内に含まれる物質は疾病の治療、防止または診断のための物質ならば特別な制限がない。
【００８１】
以下、本発明を下記実施例及び実験例によって更に詳記する。但し、下記実施例は本発明を例示したことで、本発明の範囲をこれに限られるわけではない。
[実施例１〜３：温度及びｐＨ敏感性３重ブロック共重合体合成]
<実施例１>
【００８２】
ポリ（カプロラクトン−ｂ−乳酸）−ポリエチレングリコール−ポリ（カプロラクトン−ｂ−乳酸）３重ブロック共重合体（ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ）の製造
【００８３】
ポリエチレングリコールメチルエーテル（ＰＥＧ １，５００、Ｍｎ＝１，５００）１０ｇと触媒であるオクタン酸錫（stannous octoate）０．２ｇとを反応器に入れて、水分を除去するために、１１０℃で４時間真空乾燥させた。乾燥した反応物を冷却させた後、窒素環境下で、生分解性ポリエステル高分子化合物であるε−カプロラクトン６．０ｇ（５．５７６ｍｌ）とＤ，Ｌ−ラクチド１．４３ｇとを添加し、該反応混合物を窒素環境下で徐々に１３５℃までに昇温した後、２４時間重合させた。反応終了後、反応物を常温で冷却させ、これに少量のメチレンクロリドを添加して反応物を溶解させた。溶解した反応混合物内の未反応物を除去するために、過量のエチルエーテルに添加して沈殿させ、未反応物の除去された生成物は４０℃で４８時間真空乾燥させた。生成されたポリエチレングリコールと生分解性ポリエステル高分子化合物であるε−カプロラクトン及び乳酸の末端がヒドロキシ基を有する３重ブロック共重合体（ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ）を得て、生成物の収得率は９１％であった。
<実施例２>
【００８４】
生分解性高分子の反応モル比がε−カプロラクトン／Ｄ，Ｌ−ラクチド＝１／２であることを除いては、実施例１と同一の方法を行って、分子量が７５００のＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ３重ブロック共重合体を製造した。
<実施例３>
【００８５】
生分解性高分子の反応モル比がε−カプロラクトン／Ｄ，Ｌ−ラクチド＝１／３であることを除いては、実施例１と同一の方法を行って、分子量が８０００のＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ３重ブロック共重合体を製造した。
[実施例４〜６：温度及びｐＨ敏感性５重ブロック共重合体の合成]
<実施例４>
【００８６】
ポリエチレングリコールメチルエーテル（ＰＥＧ ２，０００、Ｍｎ＝２，０００）４ｇと触媒であるオクタン酸錫（stannous octoate）０．０２ｇとを反応器に入れて、水分を除去するために１１０℃で４時間真空乾燥させた。乾燥した反応物を冷却させた後、窒素環境下で生分解性ポリエステル高分子化合物であるε−カプロラクトン４．９７ｇ（４．６１ｍｌ）を添加した後、６５℃で１時間真空乾燥させた。その後、反応物を常温まで冷却させた上に、Ｄ，Ｌ−ラクチドを１．４３ｇを添加して８５℃で１時間真空乾燥させた。該反応混合物を窒素環境下で徐々に１３５℃までに昇温させた後、２４時間重合させた。反応終了後、反応物を常温で冷却させ、これに少量のメチレンクロリドを添加して反応物を溶解させた。溶解した反応混合物内の未反応物を除去するために、過量のエチルエーテルに添加して沈殿させ、未反応物の除去された生成物は４０℃で４８時間真空乾燥させた。生成されたポリエチレングリコールと生分解性ポリエステル高分子化合物であるε−カプロラクトンとＤ，Ｌ−ラクチドとのブロック共重合体（ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ）を得て、生成物の収得率は９１％であった。
【００８７】
一方、前記によって製造されたヒドロキシ基付きＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ３重ブロック共重合体を常温下で反応器に入れた後、クロロホルムを添加してブロック共重合体を溶解させた。一方、ポリウレタンブロックを形成させるために、１，６−ジイソシアネートヘキサンと１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジンとを常温で添加して溶解させた後、５０℃で４８時間反応させ、この時の反応物の当量比はヒドロキシ基結合付きＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ３重ブロック共重合体：１，６−ジイソシアネートヘキサン：１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン＝１：２．８：３モル比であった。反応終了後、未反応物を除去するために過量のエチルエーテルに沈殿させた上に濾過して、分子量が２７５００のＰＵ−ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＰＵ５重ブロック共重合体を得て、収得率は８０％以上であった。
<実施例５>
【００８８】
ヒドロキシ基結合付きＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ３重ブロック共重合体：１，６−ジイソシアネートヘキサン：１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジンのモル比が１：２．５：３であることを、前記実施例４と同一の方法を行って、分子量が２５５５０のＰＵ−ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＰＵ５重ブロック共重合体を製造した。
<実施例６>
【００８９】
ヒドロキシ基結合付きＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ３重ブロック共重合体：１，６−ジイソシアネートヘキサン：１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）ピペラジンのモル比が１：３：４であることを除いては、前記実施例４と同一の方法を行って、分子量が２５５５０のＰＵ−ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＰＵ５重ブロック共重合体を製造した。
<実施例７>
【００９０】
ポリウレタン系列オリゴマー成分であるダイオールが、１，３−ビス｛１−（２−ヒドロキシエチル）−４−フェリーディール｝プロパン（ＨＥＰ）であることを除いては、前記実施例４と同一の方法を行って、分子量が２７，５５０ｇ／ｍｏｌのＰＵ−ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＰＵ５重ブロック共重合体を製造した。
<実験例１>：ｐＨ変化によるゾル−ゲル転移挙動の評価
【００９１】
本発明によって製造されたブロック共重合体の温度及びｐＨ変化に応じるゾル−ゲル転移挙動の評価を行った。
【００９２】
実施例１で製造した３重ブロック共重合体（ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ）と実施例４で製造した５重ブロック共重合体（ＰＵ−ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＰＵ）とを緩衝溶液に３０重量％添加して溶かした後、５０℃でＮａＯＨ溶液で適正して各々ｐＨ５．５、６．０、６．５、７．０、７．５に調節した。各々のｐＨを有する３重ブロック共重合体溶液を２℃ずつ上げながら、１０分間一定な温度下で平衡状態がなされるようにした後、各溶液を傾けてゾル−ゲル転移挙動を測定した。
【００９３】
図１は、本発明の一実施例による温度及びｐＨ変化によるブロック共重合体ヒドロゲルのゾル−ゲル転移挙動を示すグラフである。
【００９４】
より詳しくは、図１は実施例４によって、温度敏感性付きポリエチレングリコール系列化合物と、生分解性ポリカプロラクトン及びポリ乳酸の化合物と、ｐＨ敏感性付き生分解性ポリウレタン系列オリゴマー化合物とから構成された５重ブロック共重合体の温度及びｐＨ変化によるゾル−ゲル転移挙動を示したグラフである。
【００９５】
図１に示すように、本発明のブロック共重合体はブロック共重合体内のポリウレタン系列オリゴマーのｐＨ変化によるイオン化度の変化及び生分解性高分子共重合体の温度変化による疎水性変化によって、温度だけでなくｐＨ変化に応じてゾル−ゲル転移挙動が可逆的に行われていることを確認することができた。
【００９６】
図２でのように実際に、製造されたブロック共重合体ヒドロゲルは特定ｐＨでゾル−ゲル転移特性を示すことによって、体内と似たｐＨ７．０〜７．４付近でゲル化がなされ、該範囲以下ではゾル化されることによって、体内注入時に従来温度敏感性ヒドロゲルで示された注射針の塞がり現象の発生なしに、体内で安全にゲルを形成することを見出すことができ、これによって製造されたブロック共重合体が特定な温度及び特定なｐＨで標的放出が可能な薬物放出用キャリアとして応用可能なことを見出した。一方、ｐＨ敏感性成分がゲル強度に優れたポリウレタン系列オリゴマーを用いる関係上、比較的長期に薬物を放出するような薬物伝達体として、適合である。
<実験例２>：ゲル強度の評価
【００９７】
本発明によって製造されたブロック共重合体の温度及びｐＨ変化において、ゾル−ゲル転移が起きた後のゲル強度の評価を行った。
【００９８】
実施例１で製造された３重ブロック共重合体（ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ）と実施例４、５及び７で製造された５重ブロック共重合体（ＰＵ−ＰＣＬＡ−ＰＥＧ−ＰＣＬＡ−ＰＵ）とを緩衝溶液に３０重量％添加して溶かした後、５０℃でＮａＯＨ溶液で適正して各々ｐＨ７．４に調節して、完全にゲル転移が起きて平衡状態がなされるようにした後、ヒドロゲルのゲル強度を測定した。
【００９９】
図５は、本発明の実施例による温度３７℃及びｐＨ７．４で完全にゲル化されたヒドロゲルのゲル強度を示すグラフである。
【０１００】
本発明の温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体は、特定ｐＨ、例えば体内正常細胞のｐＨ範囲であるｐＨ７．０〜７．４では、安定なヒドロゲル（hydrogel）を形成し、癌細胞のような非正常細胞が示すｐＨ範囲６．０〜７．０では、ゾル（sol）状態で維持することによって、癌細胞に標的指向的な薬物放出用伝達体として用いることができる。即ち、低いｐＨ（ｐＨ７．０未満）でポリウレタン系列オリゴマーに存在する３次アミンのイオン化度の増加によってポリウレタンの全体が水溶性に変わるようになって、ヒドロゲルを形成することができなくなり、ｐＨ７．０以上ではポリウレタンのイオン化度が低下して疎水性特性を示す。
【０１０１】
上記のような特性により、本発明の多重ブロック共重合体は、温度だけでなくｐＨに敏感なゾル−ゲル転移特性を示すことができる。
【０１０２】
前記において、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得ろう。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の好適な一実施の形態による、温度及びｐＨ変化によるブロック共重合体ゾル−ゲル転移挙動のグラフである。
【図２】本発明の好適な一実施の形態による、ポリエチレングリコール系列化合物と、ポリカプロラクトン及びポリ乳酸化合物と、ポリウレタン系列オリゴマー化合物とから構成された５重ブロック共重合体の３０％溶液の３７℃でｐＨによるゾル−ゲル転移挙動の写真である。
【図３】本発明の好適な一実施の形態の中に実施例６に基づいて製造されたポリエチレン系列化合物と、ポリカプロラクトン及びポリ乳酸化合物と、ポリウレタン系列オリゴマー化合物とから構成された５重ブロック共重合体のＮＭMＲグラフである。
【図４】本発明の好適な実施例１及び６に基づいて製造された３重及び５重ブロック共重合体のＩＲグラフである。
【図５】本発明の実施例１〜６に基づいて製造されたポリエチレングリコール系列化合物と、ポリカプロラクトン及びポリ乳酸化合物と、ポリウレタン系列オリゴマー化合物とから構成された３重及び５重ブロック共重合体のゲル強度グラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体において、
（ａ）ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）系列化合物（Ａ）と生分解性高分子との共重合体（Ｂ）と、
（ｂ）ポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）
とを含む、ゲル強度に優れた体内正常細胞のｐＨ範囲であるｐＨ７．０〜７．４ではヒドロゲル（ｈｙｄｒｏｇｅｌ）を形成し、ｐＨ範囲７．０未満ではゾル（ｓｏｌ）状態を維持することによって、癌細胞標的指向的な薬物放出用伝達体として用いられる、温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体。
【請求項２】
前記オリゴマー（Ｃ）が、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）系列化合物（Ａ）と生分解性高分子との共重合体（Ｂ）にカップリングして結合した３重または５重ブロック 共重合体である請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項３】
前記ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）系列化合物（Ａ）は、数平均分子量が１，０００〜２，０００ｇ／ｍｏｌ範囲のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）である請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項４】
前記生分解性高分子が、生分解性脂肪族ポリエステル高分子である請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項５】
前記生分解性高分子が、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリグリコライド（ＰＧＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ（カプロラクトン−ラクチド）ランダム共重合体（ＰＣＬＡ）、ポリ（カプロラクトン−ポリグリコライド）ランダム共重合体（ＰＣＧＡ）及びポリ（ラクチド−グリコライド）ランダム共重合体（ＰＬＧＡ）、またはこれらの混合物から成る群より１以上選択される請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項６】
前記ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）系列化合物（Ａ）と生分解性高分子との分子量比が、１：１〜１：３の範囲である請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項７】
前記ポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）が、ジイソシアネート化合物及びダイオール化合物を重合して形成される請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項８】
前記ジイソシアネート化合物が、次の化学式
ＯＣＮ−(ＣＨ２) n−ＮＣＯ
（ここで、ｎは整数４〜１０の繰り返し単位数である）
によって示される請求項７に記載のブロック共重合体。
【請求項９】
前記ジイソシアネート化合物が、１，２−ジイソシアネートエタン、１，４−ジイソシアネートブタン、１，３−ジイソシアネートブタン、１，６−ジイソシアネートヘキサン、１，７−ジイソシアネートヘプタン、１，８−ジイソシアネートオクタン、１，９−ジイソシアネートノナ、１，１０−ジイソシアネートデカン、１，１２−ジイソシアネートデカン、ビス（４−イソシアネートサイクロエチル）メタン、ビス（４−イソシアネートフェニル）メタン、ビス（４−イソシアネートフェニル）エーテル、ビス（４−イソシアネートフェニル）スルホン、４，４'−ダイフェニルメタンジイソシアネート、水素化済の４，４'−ダイフェニルメタンジイソシアネートからなる群より１以上選択される請求項７に記載のブロック共重合体。
【請求項１０】
前記ジイソシアネートとダイオールとの反応モル比が、１：１〜１：３である請求項７に記載のブロック共重合体。
【請求項１１】
前記オリゴマー（Ｃ）の数平均分子量が、１０，０００〜２０，０００ｇ／ｍｏｌである請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項１２】
前記ブロック共重合体が、３重または５重以上から成る請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項１３】
前記ブロック共重合体における疎水性ブロックと親水性ブロックとの分子量比が１：１〜１：３である請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項１４】
前記多重ブロック共重合体の数平均分子量が、１４，０００〜３０，０００である請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項１５】
ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の製造方法において、
（ａ）ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）系列化合物（Ａ）と生分解性ポリエステル高分子との共重合体（Ｂ）を合成するステップと、
（ｂ）前記共重合体（Ｂ）にポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）をカップリングさせるステップ
とを含む、ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の製造方法。
【請求項１６】
前記（ａ）ステップ後、前記ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）系列化合物（Ａ）と生分解性高分子との共重合体（Ｂ）の末端にヒドロキシ基を導入するステップを、さらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記共重合体（Ｂ）の合成が、温度１３０〜１５０℃、１２〜４８時間行われる請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ステップの各々が、オクト酸錫（stannous octoate）、塩化錫（stannous chloride）、酸化鉄（iron oxide）、アルミニウムトリイソプロポキシド（aluminum triisopropoxide）、ＣａＨ２、Ｚｎ、塩化リチウム（lithium chloride）、トリス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノラート（tris（２，６−di−tert−butylphenolate））から成る群より１以上選択された触媒を利用可能である請求項１５に記載の方法。
【請求項１】
温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体において、
（ａ）ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）系列化合物（Ａ）と生分解性高分子との共重合体（Ｂ）と、
（ｂ）ポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）
とを含む、ゲル強度に優れた体内正常細胞のｐＨ範囲であるｐＨ７．０〜７．４ではヒドロゲル（ｈｙｄｒｏｇｅｌ）を形成し、ｐＨ範囲７．０未満ではゾル（ｓｏｌ）状態を維持することによって、癌細胞標的指向的な薬物放出用伝達体として用いられる、温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体。
【請求項２】
前記オリゴマー（Ｃ）が、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）系列化合物（Ａ）と生分解性高分子との共重合体（Ｂ）にカップリングして結合した３重または５重ブロック 共重合体である請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項３】
前記ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）系列化合物（Ａ）は、数平均分子量が１，０００〜２，０００ｇ／ｍｏｌ範囲のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）である請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項４】
前記生分解性高分子が、生分解性脂肪族ポリエステル高分子である請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項５】
前記生分解性高分子が、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリグリコライド（ＰＧＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ（カプロラクトン−ラクチド）ランダム共重合体（ＰＣＬＡ）、ポリ（カプロラクトン−ポリグリコライド）ランダム共重合体（ＰＣＧＡ）及びポリ（ラクチド−グリコライド）ランダム共重合体（ＰＬＧＡ）、またはこれらの混合物から成る群より１以上選択される請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項６】
前記ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）系列化合物（Ａ）と生分解性高分子との分子量比が、１：１〜１：３の範囲である請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項７】
前記ポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）が、ジイソシアネート化合物及びダイオール化合物を重合して形成される請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項８】
前記ジイソシアネート化合物が、次の化学式
ＯＣＮ−(ＣＨ２) n−ＮＣＯ
（ここで、ｎは整数４〜１０の繰り返し単位数である）
によって示される請求項７に記載のブロック共重合体。
【請求項９】
前記ジイソシアネート化合物が、１，２−ジイソシアネートエタン、１，４−ジイソシアネートブタン、１，３−ジイソシアネートブタン、１，６−ジイソシアネートヘキサン、１，７−ジイソシアネートヘプタン、１，８−ジイソシアネートオクタン、１，９−ジイソシアネートノナ、１，１０−ジイソシアネートデカン、１，１２−ジイソシアネートデカン、ビス（４−イソシアネートサイクロエチル）メタン、ビス（４−イソシアネートフェニル）メタン、ビス（４−イソシアネートフェニル）エーテル、ビス（４−イソシアネートフェニル）スルホン、４，４'−ダイフェニルメタンジイソシアネート、水素化済の４，４'−ダイフェニルメタンジイソシアネートからなる群より１以上選択される請求項７に記載のブロック共重合体。
【請求項１０】
前記ジイソシアネートとダイオールとの反応モル比が、１：１〜１：３である請求項７に記載のブロック共重合体。
【請求項１１】
前記オリゴマー（Ｃ）の数平均分子量が、１０，０００〜２０，０００ｇ／ｍｏｌである請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項１２】
前記ブロック共重合体が、３重または５重以上から成る請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項１３】
前記ブロック共重合体における疎水性ブロックと親水性ブロックとの分子量比が１：１〜１：３である請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項１４】
前記多重ブロック共重合体の数平均分子量が、１４，０００〜３０，０００である請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項１５】
ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の製造方法において、
（ａ）ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）系列化合物（Ａ）と生分解性ポリエステル高分子との共重合体（Ｂ）を合成するステップと、
（ｂ）前記共重合体（Ｂ）にポリウレタン系列オリゴマー（Ｃ）をカップリングさせるステップ
とを含む、ゲル強度に優れた温度及びｐＨ敏感性ブロック共重合体の製造方法。
【請求項１６】
前記（ａ）ステップ後、前記ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）系列化合物（Ａ）と生分解性高分子との共重合体（Ｂ）の末端にヒドロキシ基を導入するステップを、さらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記共重合体（Ｂ）の合成が、温度１３０〜１５０℃、１２〜４８時間行われる請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ステップの各々が、オクト酸錫（stannous octoate）、塩化錫（stannous chloride）、酸化鉄（iron oxide）、アルミニウムトリイソプロポキシド（aluminum triisopropoxide）、ＣａＨ２、Ｚｎ、塩化リチウム（lithium chloride）、トリス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノラート（tris（２，６−di−tert−butylphenolate））から成る群より１以上選択された触媒を利用可能である請求項１５に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−７９３８１（Ｐ２０１３−７９３８１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２４８２５２（Ｐ２０１２−２４８２５２）
【出願日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【分割の表示】特願２００８−９６８３２（Ｐ２００８−９６８３２）の分割
【原出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（５０６３９２２７４）成均館大学校産学協力団 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【分割の表示】特願２００８−９６８３２（Ｐ２００８−９６８３２）の分割
【原出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（５０６３９２２７４）成均館大学校産学協力団 (10)
【Ｆターム（参考）】
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