説明

マイクロフルイダイゼーションのための相互作用チャンバおよび背圧チャンバの構成

水中油型エマルジョンを製造するための改善された方法であって、マイクロフルイダイゼーションデバイスを使用するステップを含み、このマイクロフルイダイゼーションデバイスの相互作用チャンバが、背圧チャンバの上流において、複数のZ型チャネルを備えている、方法。本発明は、水中油型エマルジョンの製造のための方法であって、第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンを、マイクロフルイダイゼーションデバイスに通して、該第1の平均油滴サイズよりも小さい第2の平均油滴サイズを有する第2のエマルジョンを形成するステップを含み、該マイクロフルイダイゼーションデバイスは、複数のZ型チャネルを備える相互作用チャンバ、および少なくとも1つのチャネルを備える背圧チャンバを備えており、該背圧チャンバは、該相互作用チャンバの下流に配置されている、方法を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、2009年12月3日に出願された米国仮特許出願第61/283,548号の利益を主張し、上記米国仮特許出願の全容は、全ての目的のために、参考として本明細書に援用される。
【0002】
(技術分野)
本発明は、マイクロフルイダイゼーションによるワクチン用の水中油型エマルジョンアジュバントの製造の分野内にある。
【背景技術】
【0003】
(背景技術)
「MF59」[特許文献1、非特許文献1、非特許文献2(参考文献1〜3)]として知られるワクチンアジュバントは、スクアレン、ポリソルベート80(Tween80としても知られている)、およびトリオレイン酸ソルビタン(Span85としても知られている)のサブミクロン水中油型エマルジョンである。このワクチンアジュバントはまた、クエン酸イオン、例えば、10mMクエン酸ナトリウム緩衝液を含み得る。このエマルジョンの容積組成は、約5%のスクアレン、約0.5%のTween80、および約0.5%のSpan85とすることができる。このアジュバントおよびその生産は、非特許文献3(参考文献4)の第10章、非特許文献4(参考文献5)の第12章、および非特許文献5(参考文献6)の第19章により詳細に記載されている。
【0004】
非特許文献6(参考文献7)に記載されているように、MF59は、Span85をスクアレン相に分散させ、Tween80を水相に分散させてから、高速で混合して粗エマルジョンを形成することによって工業規模で製造される。次いで、この粗エマルジョンを、マイクロフルイダイザに繰り返し通し、均一な油滴サイズを有するエマルジョンを生産する。次いで、非特許文献5(参考文献6)に記載されているように、任意の大きい油滴を除去して、得られるエマルジョンの平均油滴サイズが、少なくとも3年間、4℃で変化しないようにするために、マイクロフルイダイズされたエマルジョンを0.22μmの膜に通してろ過する。最終エマルジョンのスクアレン含量を、特許文献2(参考文献8)に記載されているように測定することができる。
【0005】
水中油型エマルジョンは、油滴を含む。これらのエマルジョンに含まれる大きい油滴は、凝集のための核形成部位の役割を果たして、保管中にエマルジョンの劣化をもたらし得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】国際公開第90/14837号
【特許文献2】欧州特許第2029170号明細書
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】Podda & Del Giudice, Expert Rev Vaccines (2003) 2: 197−203
【非特許文献2】Podda, Vaccine (2001) 19: 2673−2680
【非特許文献3】Vaccine Design: The Subunit and Adjuvant Approach (eds. Powell & Newman) Plenum Press 1995 (ISBN 0−306−44867−X)
【非特許文献4】Vaccine Adjuvants: Preparation Methods and Research Protocols (Volume 42 of Methods in Molecular Medicine series). ISBN: 1−59259−083−7. Ed. O’Hagan
【非特許文献5】New Generation Vaccines (eds. Levine et al.). 3rd edition, 2004. ISBN 0−8247−4071−8
【非特許文献6】O’Hagan, Expert Rev Vaccines (2007) 6(5):699−710
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、マイクロフルイダイズされた水中油型エマルジョン(例えば、MF59)のさらなる改善された製造方法、特に、工業規模での使用に適し、かつ大きい粒子が少ないエマルジョンを提供する改善されたマイクロフルイダイゼーションを提供する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
(発明の開示)
本発明は、水中油型エマルジョンの製造方法であって:第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンを、マイクロフルイダイゼーションデバイスに通し、第1の平均油滴サイズよりも小さい第2の平均油滴サイズを有する第2のエマルジョンを形成するステップを含む、方法を提供する。このマイクロフルイダイゼーションデバイスは、複数のZ型チャネルを備える相互作用チャンバ、および少なくとも1つのチャネルを備える補助処理モジュールを備えており、この補助処理モジュールは、相互作用チャンバの下流に配置されている。
【0010】
第1のエマルジョンは、第1の圧力で相互作用チャンバに導入することができ、第2のエマルジョンは、第1の圧力よりも低い第2の圧力で補助処理モジュールから出ていくことができる。一実施形態では、相互作用チャンバの中で、第1の圧力と第2の圧力との間の圧力差のうちの80〜95%の低下があり、補助処理モジュールの中で、第1の圧力と第2の圧力との間の圧力差のうちの5〜20%の低下がある。
【0011】
本発明はまた、水中油型エマルジョンの製造方法であって、第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンを、マイクロフルイダイゼーションデバイスに通し、第1の平均油滴サイズよりも小さい第2の平均油滴サイズを有する第2のエマルジョンを形成するステップを含む、方法も提供する。マイクロフルイダイゼーションデバイスは、複数のチャネルを備える相互作用チャンバ、および複数のチャネルを備える補助処理モジュールを備えている。
【0012】
第1のエマルジョンを、(i)第1の圧力で相互作用チャンバに導入して、第2のエマルジョンを、第1の圧力よりも低い第2の圧力で補助処理モジュールから出すことができるかまたは;第1のエマルジョンを、(ii)第1の圧力で補助処理モジュールに導入して、第2のエマルジョンを、第1の圧力よりも低い第2の圧力で相互作用チャンバから出すことができる。一実施形態では、相互作用チャンバの中で、第1の圧力と第2の圧力との間の圧力差のうちの80〜95%の低下があり、補助処理モジュールの中で、第1の圧力と第2の圧力との間の圧力差のうちの5〜20%の低下がある。
【0013】
詳細は後述するが、第1のエマルジョンは、5000nm以下の平均油滴サイズ、例えば、300nm〜800nmの平均サイズを有し得る。サイズが1.2μmを超える第1のエマルジョン中の油滴の数は、後述するように5×1011/ml以下であり得る。サイズが1.2μmを超える油滴は、油滴の凝集および合体によってエマルジョンを不安定にし得るため不利である[14]。
【0014】
形成後、第1のエマルジョンを、少なくとも1回、マイクロフルイダイゼーションの通過に供し、平均油滴サイズが減少された第2のエマルジョンを形成することができる。後述するように、第2のエマルジョンの平均油滴サイズは、500nm以下である。サイズが1.2μmを超える第2のエマルジョン中の油滴の数は、後述するように5×1010/ml以下であり得る。これらの特質を達成するために、エマルジョン成分を、複数回、例えば、2回、3回、4回、5回、6回、7回、マイクロフルイダイゼーションデバイスに通す必要があろう。
【0015】
次いで、第2のエマルジョンを、例えば、親水性ポリエーテルスルホン膜に通してろ過して、ワクチンアジュバントとして使用するのに適し得る水中油型エマルジョンを得ることができる。ろ過後に得られる水中油型エマルジョンの平均油滴サイズは、220nm以下、例えば、135〜175nm、145〜165nm、または約155nmであり得る。ろ過後に得られる水中油型エマルジョン中に存在する、サイズが1.2μmを超える油滴の数は、5×10/ml以下、例えば、5×10/ml以下、5×10/ml以下、2×10/ml以下、または5×10/ml以下であり得る。
【0016】
ろ過後に得られる最終水中油型エマルジョンは、第1のエマルジョンと比較して、サイズが1.2μmを超える油滴が少なくとも1/10の少なさであり得、理想的には1/10の少なさである(例えば、1/10の少なさ)。
【0017】
一部の実施形態では、ステップ(iii)の前に、ステップ(i)および(ii)が2サイクル以上用いられる。同様に、個々のステップ(i)および(ii)の複数回の繰り返しを用いてもよい。
【0018】
一般に、この方法は、20〜60℃、理想的には40±5℃で行われる。第1および第2のエマルジョン成分は、高温でも比較的安定し得るが、一部の成分の熱分解が、なお起こり得るため、低温が好ましい。
【0019】
(エマルジョン成分)
平均油滴サイズ(すなわち、エマルジョンの油滴の数平均直径)は、参考文献13に記載されているように動的光散乱技術を用いて測定することができる。動的光散乱測定機械の例は、Nicomp380サブミクロン粒子サイズ分析器(Particle Sizing Systems)である。
【0020】
サイズが1.2μmを超える粒子の数は、粒子カウンタ、例えば、AccusizerTM770(Particle Sizing Systems)を用いて測定することができる。
【0021】
本発明の方法は、水中油型エマルジョンの製造に使用される。これらのエマルジョンは、3つの主な構成要素:油;水性成分;および界面活性剤を含む。
【0022】
エマルジョンは、薬学的用途が意図されるため、油は、典型的には、生体分解性(代謝可能)かつ生体適合性である。
【0023】
使用される油は、スクアレン、すなわち、分岐不飽和テルペノイド(C3050;[(CHC[=CHCHCHC(CH)]=CHCH−];2,6,10,15,19,23−ヘキサメチル−2,6,10,14,18,22−テトラコサヘキサエン;CAS RN 7683−64−9)であるサメ肝油を含み得る。スクアレンは、本発明に使用するのに特に好ましい。
【0024】
本発明の油は、例えば、スクアレンおよび少なくとも1つのさらなる油を含む、油の混合物(または組み合わせ)を含み得る。
【0025】
スクアレンを用いるのではなく(またはスクアレンの使用に加えて)、エマルジョンは、例えば、動物供給源(例えば、魚)由来または植物供給源由来の油を含む油(複数可)を含み得る。植物油の供給源には、堅果、種子、および穀物が含まれる。ピーナッツ油、大豆油、ヤシ油、およびオリーブ油は、最も一般に入手しやすく、堅果油の例である。例えば、ホホバ豆から得られたホホバ油を使用することができる。種子油には、サフラワー油、綿実油、ヒマワリ種子油、およびゴマ種子油などが含まれる。穀物群では、コーン油が最も容易に入手しやすいが、他の穀類、例えば、コムギ、オートムギ、ライムギ、コメ、テフ、およびライコムギなどの油も使用しても良い。グリセロールおよび1,2−プロパンジオールの6〜10炭素脂肪酸エステルは、種子油では自然には発生しないが、堅果油および種子油に由来する適切な物質の加水分解、分離、およびエステル化によって調製することができる。哺乳動物乳汁由来の脂肪および油は、代謝可能であるため、使用しても良い。哺乳動物供給源から純粋な油を得るために必要な分離、精製、鹸化、および他の方法の手順は、当技術分野で周知である。
【0026】
殆どの魚は、容易に収集できる代謝可能な油を含んでいる。例えば、タラ肝油、サメ肝油、および鯨油、例えば、鯨ろうは、本発明に使用できるいくつかの魚油の例である。多数の分岐鎖油は、5炭素イソプレン単位で生化学的に合成され、一般にテルペノイドと呼ばれている。スクアラン、すなわちスクアレンの飽和類似体も使用しても良い。スクアレンおよびスクアランを含む魚油は、商業的供給源から容易に入手可能であるが、当技術分野で公知の方法によって得ても良い。
【0027】
他の有用な油は、特にスクアレンと組み合わせられたトコフェロールである。エマルジョンの油相が、トコフェロールを含む場合、α、β、γ、δ、ε、またはζトコフェロールのいずれも使用できるが、α−トコフェロールが好ましい。D−α−トコフェロールおよびDL−α−トコフェロールの両方を使用することができる。好ましいα−トコフェロールは、DL−α−トコフェロールである。トコフェロールは、いくつかの形態、例えば、様々な塩および/または異性体の形態をとり得る。塩には、有機塩、例えば、コハク酸塩、酢酸塩、ニコチン酸塩などが含まれる。このトコフェロールの塩が使用される場合は、好ましい塩は、コハク酸塩である。スクアレンおよびトコフェロール(例えば、DL−α−トコフェロール)を含む油の組み合わせを使用することができる。
【0028】
水性成分は、純粋な水(例えば、w.f.i.)であり得、またはさらなる成分、例えば、溶質を含み得る。例えば、水性成分は、緩衝液を形成する塩、例えば、クエン酸塩またはリン酸塩、例えば、ナトリウム塩を含み得る。典型的な緩衝液には:リン酸緩衝液;トリス緩衝液;ホウ酸緩衝液;コハク酸緩衝液;ヒスチジン緩衝液;またはクエン酸緩衝液が含まれる。緩衝液は、典型的には、5〜20mMの範囲で含められる。
【0029】
界面活性剤は、好ましくは生体分解性(代謝可能)かつ生体適合性である。界面活性剤は、それらの「HLB」(親水性/親油性バランス)によって分類することができ、1〜10の範囲のHLBは、一般的に、界面活性剤が水中よりも油中において可溶性であることを意味し、10〜20の範囲のHLBは、油中よりも水中において可溶性であることを意味する。エマルジョンは、好ましくは、少なくとも10、例えば、少なくとも15、または好ましくは少なくとも16のHLBを有する少なくとも1つの界面活性剤を含む。
【0030】
本発明は、限定されるものではないが、以下を含む界面活性剤と共に使用することができる:ポリオキシエチレンソルビタンエステル界面活性剤(一般に、Tweenと呼ばれる)、特にポリソルベート20およびポリソルベート80;DOWFAXTM商品名として販売されている、エチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)、および/またはブチレンオキシド(BO)のコポリマー、例えば、直鎖状EO/POブロックコポリマー;反復エトキシ(オキシ−1,2−エタンジイル)基の数が変化し得、オクトキシノール−9(Triton X−100、またはt−オクチルフェノキシポリエトキシエタノール)が特に興味深い、オクトキシノール;(オクチルフェノキシ)ポリエトキシエタノール(IGEPAL CA−630/NP−40);リン脂質、例えば、ホスファチジルコリン(レシチン);ラウリル、セチル、ステアリル、およびオレイルアルコールに由来するポリオキシエチレン脂肪エーテル(Brij界面活性剤として知られている)、例えば、トリエチレングリコールモノラウリルエーテル(Brij30);ポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテル;およびソルビタンエステル(一般に、SPANとして知られている)、例えば、トリオレイン酸ソルビタン(Span85)、およびソルビタンモノラウレート。エマルジョンに含めるのに好ましい界面活性剤は、ポリソルベート80(Tween80;モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン)、Span85(トリオレイン酸ソルビタン)、レシチン、およびTriton X−100である。
【0031】
界面活性剤の混合物、例えば、Tween80/Span85混合物またはTween80/Triton−X100混合物を、エマルジョンに含めることができる。ポリオキシエチレンソルビタンエステル、例えば、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン(Tween80)とオクトキシノール、例えば、t−オクチルフェノキシ−ポリエトキシエタノール(Triton X−100)の組み合わせも適している。別の有用な組み合わせは、ラウレス9とポリオキシエチレンソルビタンエステルおよび/またはオクトキシノールを含む。有用な混合物は、HLB値が10〜20の範囲の界面活性剤(例えば、HLBが15.0のTween80)およびHLB値が1〜10の範囲の界面活性剤(例えば、HLBが1.8のSpan85)を含み得る。
【0032】
(第1のエマルジョンの形成)
マイクロフルイダイゼーションステップの前に、エマルジョン成分を混合して第1のエマルジョンを形成することができる。
【0033】
第1のエマルジョン中の油滴は、5000nm以下、例えば、4000nm以下、3000nm以下、2000nm以下、1200nm以下、1000nm以下、例えば、800〜1200nmまたは300nm〜800nmの平均サイズを有し得る。
【0034】
第1のエマルジョンでは、サイズが1.2μmを超える油滴の数は、5×1011/ml以下、例えば、5×1010/ml以下または5×10/ml以下であり得る。
【0035】
次いで、第1のエマルジョンをマイクロフルイダイズして、第1のエマルジョンよりも小さい平均油滴サイズを有し、かつ/または1.2μmを超えるサイズを有する油滴がより少ない第2のエマルジョンを形成することができる。
【0036】
第1のエマルジョンの平均油滴サイズは、ホモジナイザで第1のエマルジョン成分を混合することによって達成することができる。例えば、図1に示されているように、第1のエマルジョン成分を混合容器(12)内で組み合わせ、次いで組み合わせた成分を、機械式ホモジナイザ、例えば、ロータ−ステータホモジナイザ(1)に導入することができる(13)。
【0037】
ホモジナイザは、垂直式および/または水平式で作動することができる。工業的設定に便利なように、インラインホモジナイザが好ましい。
【0038】
上記成分は、ロータ−ステータホモジナイザに導入され、スロットまたは孔を備えた高速回転しているロータに接する。上記成分は、ポンプ様の様式において遠心力によって外側に移動し、スロット/孔を通る。一部の実施形態では、ホモジナイザは、ロータとステータとの複数の組み合わせ、例えば、図1の特徴(3)と(4);(5)と(6)、および(7)と(8)によって、ならびに図2によって示されているように、同心円配列の櫛−歯リングを備えている。有用な大型ホモジナイザのロータは、水平方向の複数のブレードがついたインペラ(例えば、図1の特徴(9))のエッジに櫛−歯リングを有し得、これは、静止ライナの適合歯に精密許容差において整合している。第1のエマルジョンは、乱流、キャビテーション、およびロータとステータとの間の間隙内で起こる機械的せん断の組み合わせによって形成される。上記成分は、通常、ロータの軸に対して平行な方向に導入される。
【0039】
ロータ−ステータホモジナイザにおける重要な性能パラメータは、ロータのチップ速度(周速度)である。このパラメータは、ロータの速度およびロータの直径の両方の関数である。少なくとも10ms−1のチップ速度が有用であり、理想的には、より高速、例えば、≧20ms−1、≧30ms−1、≧40ms−1などである。40ms−1のチップ速度は、小型ホモジナイザを用いて10,000rpmで、または大型ホモジナイザを用いて低速回転(例えば、2,000rpm)で容易に達成することができる。適切な高せん断ホモジナイザは、市販されている。
【0040】
工業規模の製造では、ホモジナイザは、理想的には、少なくとも300L/時間、例えば、≧400L/時間、≧500L/時間、≧600L/時間、≧700L/時間、≧800L/時間、≧900L/時間、≧1000L/時間、≧2000L/時間、≧5000L/時間、またはさらに≧10000L/時間の流量を有すべきである。適切な高容量ホモジナイザが市販されている。
【0041】
好ましいホモジナイザは、3×10〜1×10−1、例えば、3×10〜7×10−1、4×10〜6×10−1、例えば、約5×10−1のせん断速度を可能にする。
【0042】
ロータ−ステータホモジナイザは、運転中に熱を比較的発生しないが、使用中に冷却しても良い。理想的には、第1のエマルジョンの温度は、均質化中は60℃未満、例えば、45℃未満に維持される。
【0043】
一部の実施形態では、第1のエマルジョン成分は、複数回(例えば、2回、3回、4回、5回、6回、7回、8回、9回、10回、20回、30回、40回、50回、またはそれ以上)均質化することができる。容器とホモジナイザを長く連続させなくても良いように、代わりに、エマルジョン成分を循環させることができる(例えば、図1の特徴(11)に示されているように)。具体的には、第1のエマルジョンは、第1のエマルジョン成分をホモジナイザに複数回(例えば、2回、3回、4回、5回、6回、7回、8回、9回、10回、20回、30回、40回、50回、100回など)通して循環させることによって形成することができる。しかしながら、多過ぎるサイクルは、参考文献14に記載されているように再合体をもたらし得るため、望ましくないであろう。したがって、ホモジナイザ循環を用いる場合は、望ましい油滴サイズに達したこと、および/または再合体が起きていないことをチェックするために、油滴のサイズをモニタリングすることができる。
【0044】
ホモジナイザに通す循環は、第1のエマルジョン中の油滴の平均サイズを減少できるため有利である。循環はまた、第1のエマルジョン中のサイズが1.2μmを超える油滴の数を減少させることができるため有利である。第1のエマルジョン中の平均油滴サイズおよび1.2μmを超える油滴の数におけるこれらの減少は、下流のプロセス(複数可)に利点をもたらし得る。具体的には、第1のエマルジョン成分のホモジナイザを通る循環は、マイクロフルイダイゼーションプロセスの改善をもたらし得、このことは、第2のエマルジョン中(すなわちマイクロフルイダイゼーション後)のサイズが1.2μmを超える油滴の数を減少させることができる。第2のエマルジョンパラメータのこの改善は、ろ過成績の改善をもたらし得る。改善されたろ過成績は、ろ過中の内容物のロス、例えば、水中油型エマルジョンがMF59の場合は、スクアレン、Tween80、およびSpan85のロスを減らすことにつながり得る。
【0045】
2つの特定の型の循環は、本明細書では「I型」および「II型」と呼ばれる。I型循環は、図5に例示され、II型循環は、図6に例示されている。
【0046】
第1のエマルジョン成分の循環は、第1のプレミックス容器とホモジナイザとの間で第1のエマルジョン成分を移動させるI型循環を含み得る。第1のプレミックス容器は、サイズを50〜500L、例えば、100〜400L、100〜300L、200〜300L、250L、または280Lとすることができる。第1のプレミックス容器は、ステンレス鋼から製造することができる。I型循環は、10〜60分間、例えば、10〜40分間または20分間続けることができる。
【0047】
第1のエマルジョン成分の循環は、第1のエマルジョン成分を第1のプレミックス容器から第1のホモジナイザを経て第2のプレミックス容器(任意選択で、第1のプレミックス容器と同じ特性を有する)へ、そして第2のホモジナイザに移動させるII型循環を含み得る。第2のホモジナイザは、通常は、第1のホモジナイザと同じであるが、一部の構成(arrangement)では、第1のホモジナイザと第2のホモジナイザは異なる。第1のエマルジョン成分の第2のホモジナイザの通過後、例えば、II型循環プロセスが繰り返される場合は、第1のエマルジョン成分を、第1のプレミックス容器に戻すことができる。したがって、エマルジョン成分は、単一ホモジナイザを通って第1のプレミックス容器と第2のプレミックス容器との間の8の字経路を移動することができる(図6を参照)。II型循環は、単回または複数回、例えば、2回、3回、4回、5回行うことができる。
【0048】
II型循環は、第1のエマルジョンの全ての成分がホモジナイザを確実に通ることを助け得るため、I型循環と比べて有利である。第1のプレミックス容器が空になることは、エマルジョンの全内容物が、ホモジナイザを通って第2のプレミックス容器内に移動したことを意味する。同様に、第2のプレミックス容器の内容物も空にすることができ、同様に、これらの全内容物がホモジナイザを通ったことが確実になる。したがって、II型の構成は、好都合に、エマルジョン成分のすべてを少なくとも2回、確実に均質化することができ、これにより、第1のエマルジョン中の油滴の平均サイズを減少させ、サイズが1.2μmを超える油滴の数を減少させることができる。したがって、理想的なII型循環では、第1のプレミックス容器を空にし、実質的にその内容物のすべてをホモジナイザに通して第2のプレミックス容器に送り、次いで第2のプレミックス容器を空にし、実質的にその内容物のすべてを、ホモジナイザに再び通して第1のプレミックス容器に戻す。したがって、すべての粒子がホモジナイザを少なくとも2回通過することになるが、これを、I型循環で達成するのは困難である。
【0049】
一部の実施形態では、I型循環とII型循環の組み合わせが使用され、この組み合わせは、良好な特質の第1のエマルジョンを提供することができる。具体的には、この組み合わせは、第1のエマルジョン中のサイズが1.2μmを超える油滴の数を大幅に減少させることができる。この組み合わせには、任意の順序のI型循環とII型循環、例えば、I型の後にII型、II型の後にI型、I型の後にII型そして再びI型などが含まれ得る。一実施形態では、この組み合わせは、20分間のI型循環の後に1回のII型循環、すなわち循環した第1のエマルジョン成分を第1のプレミックス容器から第1のホモジナイザに通して第2のプレミックス容器へ、そして第2のホモジナイザに1回通すことを含む。
【0050】
第1のプレミックス容器および第2のプレミックス容器は、不活性ガス、例えば、窒素下で、例えば、最大0.5バールに維持することができる。これにより、エマルジョン成分の酸化を防止することができ、エマルジョン成分の1つがスクアレンである場合に特に有利である。これは、エマルジョンの安定性を高めることができる。
【0051】
上述のように、ホモジナイザへの最初の入力は、第1のエマルジョン成分の均質化されていない混合物とすることができる。この混合物は、個々の第1のエマルジョン成分を別個に混合することにより調製することができるが、一部の実施形態では、この混合の前に複数の成分を組み合わせても良い。例えば、このエマルジョンが、HLBが10未満の界面活性剤を含む場合は、混合の前にこの界面活性剤を油と組み合わせても良い。同様に、エマルジョンが、HLBが10を超える界面活性剤を含む場合は、混合の前にこの界面活性剤を水性成分と組み合わせても良い。緩衝塩を、混合の前に水性成分と組み合わせても良いし、または別個に添加しても良い。
【0052】
本発明の方法は、大規模で使用することができる。したがって、ある方法は、1リットルを超える容積、例えば、≧5リットル、≧10リットル、≧20リットル、≧50リットル、≧100リットル、≧250リットルなどの第1のエマルジョンを調製することを含み得る。
【0053】
第1のエマルジョンの形成後、第1のエマルジョンをマイクロフルイダイズしても良いし、または保管してマイクロフルイダイゼーションを待っても良い。
【0054】
一部の実施形態では、具体的には、ステップ(i)および(ii)のサイクルが複数回使用される場合は、ホモジナイザへの入力は、マイクロフルイダイザの出力であるため、第1のエマルジョンは、マイクロフルイダイズされてから再び均質化に供される。
【0055】
(マイクロフルイダイゼーション)
第1のエマルジョンの形成後、第1のエマルジョンの平均油滴サイズを減少させ、かつ/またはサイズが1.2μmを超える油滴の数を減少させるために、第1のエマルジョンをマイクロフルイダイズする。
【0056】
マイクロフルイダイゼーション器械は、入力成分のストリームを、形状が固定されたチャネル内を高圧高速で前進させることによって平均油滴サイズを減少する。相互作用チャンバの入口の圧力(「第1の圧力」とも呼ばれる)は、成分がマイクロフルイダイザに供給されている期間の少なくとも85%の間、例えば、エマルジョンがマイクロフルイダイザに供給されている期間の少なくとも87%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも99%、または100%の間、実質的に一定(すなわち、±15%;例えば、±10%、±5%、±2%)であり得る。
【0057】
一実施形態では、第1の圧力は、エマルジョンがマイクロフルイダイザに供給されている期間の85%の間、1300バール±15%(18kSPI±15%)、すなわち1100バール〜1500バール(15kSPI〜21kSPI)である。2つの適切な圧力プロフィールが図3に示されている。図3Aでは、圧力は、上記期間の少なくとも85%の間、実質的に一定であるが、図3Bでは、圧力は、連続して実質的に一定に維持される。
【0058】
マイクロフルイダイゼーション器具は、典型的には、少なくとも1つの増強ポンプ(intensifier pump)(好ましくは、同期させることができる2つのポンプ)および相互作用チャンバを備えている。増強ポンプは、理想的には電気油圧駆動式であり、高圧(すなわち、第1の圧力)をかけてエマルジョンを、相互作用チャンバに通す。増強ポンプの同期性を利用して、上記のエマルジョンを実質的に一定の圧力で供給し得る。すなわち、マイクロフルイダイゼーション中に、エマルジョン滴がすべて、実質的に同レベルのせん断力に曝露される。
【0059】
実質的に一定の圧力を使用することの1つの利点は、マイクロフルイダイゼーションデバイスの疲労破壊を低減することができ、これにより、デバイスの寿命が延び得ることである。実質的に一定の圧力を使用することのさらなる利点は、第2のエマルジョンのパラメータが改善され得ることである。具体的には、第2のエマルジョン中に存在するサイズが1.2μmを超える油滴の数を減少させることができる。さらに、実質的に一定の圧力が使用される場合は、第2のエマルジョンの平均油滴サイズが減少し得る。第2のエマルジョン中の平均油滴サイズの減少およびサイズが1.2μmを超える油滴の数の減少により、ろ過成績の改善が提供され得る。ろ過成績の改善は、ろ過中の内容物のロス、例えば、エマルジョンがMF59の場合はスクアレン、Tween80、およびSpan85のロスの低減をもたらし得る。
【0060】
相互作用チャンバは、複数、例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10などの固定形状のチャネルを備えことができ、これらのチャネル内をエマルジョンが通る。エマルジョンは、200〜250μmの直径を有し得る入力ラインから相互作用チャンバに入る。エマルジョンは、相互作用チャンバに入ると複数のストリームに分かれ、高圧下で高速に加速される。エマルジョンがチャネルを通ると、高圧によって生じる力が、エマルジョンの油滴サイズを減少させ、かつサイズが1.2μmを超える油滴の数を減少させるように作用し得る。これらの力には、以下が含まれ得る:チャネル壁との接触により生じるエマルジョンストリームの変形によるせん断力;高速のエマルジョンストリームが互いに衝突したときに起こる衝突による衝撃力;およびストリーム内でのキャビティの形成および崩壊によるキャビテーション力。相互作用チャンバは、通常は、可動部品を備えていない。相互作用チャンバは、セラミック(例えば、アルミナ)またはダイヤモンド(例えば、多結晶ダイヤモンド)のチャネル表面を備えることができる。他の表面は、ステンレス鋼から形成しても良い。
【0061】
相互作用チャンバの固定形状の複数のチャネルは、「Y」型形状または「Z」型形状とすることができる。
【0062】
Y型形状の相互作用チャンバでは、1つの入力エマルジョンストリームが、第1のエマルジョンストリームと第2のエマルジョンストリームに分割され、次いでこれらのストリームが再結合して1つの出力エマルジョンストリームになる。再結合の前に、第1のエマルジョンストリームおよび第2のエマルジョンストリームは、それぞれ別個に、第1および第2の複数(例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10など)のサブストリームに分割され得る。エマルジョンストリームが再結合される場合、第1および第2のエマルジョンストリーム(またはそれらのサブストリーム)は、理想的には、実質的に反対方向に流れる(例えば、第1および第2のエマルジョンストリームまたはそれらのサブストリームは、実質的に同じ平面(±20度)を流れ、第1のエマルジョンストリームの流れる方向は、第2のエマルジョンストリームの流れる方向とは180±20度異なる)。エマルジョンストリームが再結合するときに生じる力が、エマルジョンの油滴サイズを減少させ、かつサイズが1.2μmを超える油滴の数を減少させるように作用し得る。
【0063】
Z型形状の相互作用チャンバでは、エマルジョンストリームは、実質的に直角の角(すなわち、90±20度)を複数回(例えば、2回、3回、4回、5回、6回、7回、8回、9回、10回など)通る。図4は、Z型形状の相互作用チャンバ、および流れの方向における2つの直角な角を例示している。入力エマルジョンストリームが直角の角を通る際に、この入力エマルジョンストリームは、複数(例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10など)のサブストリームに分割され、次いで1つの出力エマルジョンストリームに再結合され得る(例えば、サブストリーム(32)が4つの図4に示されているように)。分割およびそれに続く再結合(31)は、入力と出力との間のどの位置でも起こり得る。エマルジョンが角を通るときにチャネル壁と接触して生じる力は、エマルジョンの油滴サイズを減少させ、かつサイズが1.2μmを超える油滴の数を減少させるように作用し得る。Z型相互作用チャンバの例として、Microfluidics社のE230Z相互作用チャンバが挙げられる。
【0064】
一実施形態では、エマルジョンストリームは、2つの実質的に直角な角を通る。入力エマルジョンストリームが、第1の実質的に直角な角を通る時点で、この入力エマルジョンストリームは、5つのサブストリームに分割される。これらのサブストリームが、第2の実質的に直角な角を通る時点で、これらのサブストリームは、1つの出力エマルジョンストリームに再結合される。
【0065】
従来技術では、本発明のような水中油型エマルジョンにY型相互作用チャンバを使用することが普通であった。しかしながら、Z型チャネル形状の相互作用チャンバは、Y型形状の相互作用チャンバと比較して、第2のエマルジョン中に存在するサイズが1.2μmを超える油滴の数を大幅に減少させ得るため、Z型チャネル形状の相互作用チャンバを水中油型エマルジョンに使用することが有利であることを見出した。第2のエマルジョン中のサイズが1.2μmを超える油滴の数の減少により、ろ過成績の改善が提供され得る。ろ過成績の改善は、ろ過中の内容物のロス、例えば、エマルジョンがMF59の場合はスクアレン、Tween80、およびSpan85のロスの低減をもたらし得る。
【0066】
好ましいマイクロフルイダイゼーション器具は、170バール〜2750バール(約2500psi〜40000psi)、例えば、約345バール、約690バール、約1380バール、約2070バールなどの圧力で作動する。
【0067】
好ましいマイクロフルイダイゼーション器具は、最大20L/分、例えば、最大14L/分、最大7L/分、最大3.5L/分などの流量で作動する。
【0068】
好ましいマイクロフルイダイゼーション器具は、1×10−1を超える、例えば、≧2.5×10−1、≧5×10−1、≧10−1などのせん断速度をもたらす相互作用チャンバを有する。
【0069】
マイクロフルイダイゼーション器具は、例えば、2つ、3つ、4つ、または5つ以上の並列で使用される複数の相互作用チャンバを備えても良いが、1つの相互作用チャンバを備えることがより有用である。
【0070】
マイクロフルイダイゼーションデバイスは、少なくとも1つのチャネルを備える補助処理モジュール(APM:マイクロフルイダイザにおいて背圧チャンバとしても知られている−これらの用語は本明細書では同義的に使用される)を備えることができる。APMは、マイクロフルイダイゼーションデバイスを通るエマルジョンの油滴の平均サイズの減少に寄与するが、この減少の殆どは、相互作用チャンバで起こる。上記のように、エマルジョン成分は、第1の圧力下で増強ポンプ(複数可)によって相互作用チャンバに導入される。エマルジョン成分は、一般に、第1の圧力よりも低い第2の圧力(例えば、大気圧)でAPMから出る。一般に、相互作用チャンバの中(例えば、図4のPからP)で、第1の圧力と第2の圧力との間の圧力差のうちの80〜95%の低下があり、補助処理モジュールの中で、第1の圧力と第2の圧力との間の圧力差のうちの5〜20%の低下があり、例えば、相互作用チャンバで、約90%の圧力低下が起こり得、APMで、約10%の圧力低下が起こり得る。相互作用チャンバの中での圧力低下および補助処理モジュールの中での圧力低下が、第1の圧力と第2の圧力との間の全圧力差に一致しない場合、これは、相互作用チャンバと補助処理モジュールと間にあるコネクタの中での有限の圧力低下によるものであり得る。
【0071】
APMは、通常は、可動部品を備えていない。APMは、セラミック(例えば、アルミナ)またはダイヤモンド(例えば、多結晶ダイヤモンド)のチャネル表面を備えることができる。他の表面は、ステンレス鋼から形成することができる。
【0072】
APMは、一般に、相互作用チャンバの下流に配置され、さらに、この相互作用チャンバに連続して配置され得る。従来技術では、APMは、一般に、キャビテーションを抑制してY型チャンバの流量を最大30%増加させるためにY型チャネルを備えた相互作用チャンバの下流に配置される。さらに、従来技術では、APMは、一般に、大きい凝集塊のサイズを減少させるためにZ型チャネルを備えた相互作用チャンバの上流に配置される。後者の場合、APMは、Z型チャンバの流量を最大3%減少させるだけである。しかしながら、複数のZ型チャネルを備えた相互作用チャンバの下流にAPMを配置することにより、第2のエマルジョン中の平均油滴サイズの大幅な減少、および第2のエマルジョン中に存在するサイズが1.2μmを超える油滴の数の大幅な減少をもたらし得るため、この配置が、本発明において有利であることが見出された。上述のように、第2のエマルジョン中のサイズが1.2μmを超える油滴の数の減少により、ろ過成績が改善され得る。ろ過成績の改善は、ろ過中の内容物のロス、例えば、水中油型エマルジョンがMF59の場合はスクアレン、Tween80、およびSpan85のロスの低減をもたらし得る。Z型相互作用チャンバおよび下流のAPMのこの配置のさらなる利点は、上記相互作用チャンバの後、圧力をゆっくりと低下させることができることである。この圧力のゆっくりとした低下は、エマルジョン中に含まれるガスが少なくなるため、生産安定性の向上をもたらし得る。
【0073】
APMは、内部をエマルジョンが通る少なくとも1つの固定形状のチャネルを備えている。APMは、複数、例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10などの固定形状のチャネルを備えることができ、これらのチャネル内をエマルジョンが通る。APMのチャネルまたは複数のチャネルは、線形であっても、非線形であっても良い。適切な非線形チャネルは、「Z」型形状または「Y」型形状のチャネルであり、これらのチャネルは、相互作用チャンバに関して上に記載されたチャネルと同じである。一実施形態では、APMのチャネルまたは複数のチャネルは、Z型形状である。複数のZ型チャネルは、エマルジョンがAPMに入るときにこのエマルジョンを複数のストリームに分割する。
【0074】
製造者の推奨とは対照的に、複数の固定形状のチャネルを備えたAPMの使用は、第2のエマルジョン中に存在するサイズが1.2μmを超える油滴の数の大幅な減少をもたらし得るため、このAPMの使用は、1つの固定形状のチャネルのAPMと比較して有利である。上述のように、第2のエマルジョン中のサイズが1.2μmを超える油滴の数の減少により、ろ過成績が改善され得る。ろ過成績の改善は、ろ過中の内容物のロス、例えば、水中油型エマルジョンがMF59の場合はスクアレン、Tween80、およびSpan85のロスの低減をもたらし得る。
【0075】
マイクロフルイダイゼーション器具は、作動中に熱を発生し、この熱が、第1のエマルジョンに対してエマルジョンの温度を15〜20℃上昇させ得る。したがって、マイクロフルイダイズされたエマルジョンが、可能な限り迅速に冷却されることが有利である。第2のエマルジョンの温度は、60℃未満、例えば、45℃未満に維持することができる。したがって、相互作用チャンバの出力および/またはAPMの出力を、冷却機構、例えば、熱交換器または冷却コイルに供給することができる。出力と冷却機構との間の距離は、冷却の遅延を減少させることによって全体の時間を短くするために、可能限り短く維持するべきである。一実施形態では、マイクロフルイダイザの出力と冷却機構との間の距離は、20〜30cmである。冷却機構は、エマルジョンの過熱を防止するために、エマルジョンに対して複数のマイクロフルイダイゼーションステップが行われる場合に特に有用である。
【0076】
マイクロフルイダイゼーションの結果、水中油型エマルジョン、すなわち油滴の平均サイズが500nm以下の第2のエマルジョンとなる。この平均サイズは、エマルジョンのろ過滅菌を容易にするため特に有用である。油滴の数の少なくとも80%が、500nm以下、例えば、400nm以下、300nm以下、200nm以下、または165nm以下の平均サイズを有するエマルジョンが特に有用である。さらに、第2のエマルジョン中のサイズが1.2μmを超える油滴の数は、5×1010/ml以下、例えば、5×10/ml以下、5×10/ml以下、または2×10/ml以下である。
【0077】
マイクロフルイダイゼーションの最初の入力を、第1のエマルジョンとすることができる。しかしながら、一部の実施形態では、マイクロフルイダイズされたエマルジョンを再びマイクロフルイダイゼーションに供して、複数回のマイクロフルイダイゼーションが起きるようにする。具体的には、第2のエマルジョンは、第2のエマルジョン成分を複数回、例えば、2回、3回、4回、5回、6回、7回、8回、9回、10回、マイクロフルイダイゼーションデバイスを介して循環させることによって形成することができる。第2のエマルジョンは、第2のエマルジョン成分を4〜7回、マイクロフルイダイゼーションデバイスを介して循環させることによって形成することができる。
【0078】
第2のエマルジョン成分の循環は、第2のエマルジョン成分を第1のエマルジョン容器(任意選択で、第1のプレミックス容器と同じ特性を有する)とマイクロフルイダイゼーションデバイスとの間を移動させるI型循環を含み得る。
【0079】
第2のエマルジョン成分の循環は、第2のエマルジョン成分を第1のエマルジョン容器から第1のマイクロフルイダイゼーションデバイスを経て第2のエマルジョン容器(任意選択で、第1のプレミックス容器と同じ特性を有する)へ、そして第2のマイクロフルイダイゼーションデバイスに移動させるII型循環を含み得る。
【0080】
第2のマイクロフルイダイゼーションデバイスは、第1のマイクロフルイダイゼーションデバイスと同じであっても良い。あるいは、第2のマイクロフルイダイゼーションデバイスは、第1のマイクロフルイダイゼーションデバイスと異なっていても良い。
【0081】
第1のエマルジョン容器は、第1のプレミックス容器と同じであっても良い。あるいは、第1のエマルジョン容器は、第2のプレミックス容器と同じであっても良い。
【0082】
第2のエマルジョン容器は、第1のプレミックス容器と同じであっても良い。あるいは、第2のエマルジョン容器は、第2のプレミックス容器と同じであっても良い。
【0083】
第1のエマルジョン容器は、第1のプレミックス容器と同じであっても良く、第2のエマルジョン容器は、第2のプレミックス容器と同じであっても良い。あるいは、第1のエマルジョン容器は、第2のプレミックス容器と同じであっても良く、第2のエマルジョン容器は、第1のプレミックス容器と同じであっても良い。
【0084】
代替として、第1のエマルジョン容器および第2のエマルジョン容器は、第1のプレミックス容器および第2のプレミックス容器と異なっても良い。
【0085】
例えば、II型循環プロセスが繰り返される場合は、第2のエマルジョン成分が第2のマイクロフルイダイゼーションデバイスを通った後、第2のエマルジョン成分を第1のエマルジョン容器に戻しても良い。II型循環は、1回または複数回、例えば、2回、3回、4回、5回、行っても良い。
【0086】
II型循環は、すべての第2のエマルジョン成分を、確実に、マイクロフルイダイゼーションデバイスに少なくとも2回通して、第2のエマルジョン中の油滴の平均サイズを減少させ、かつサイズが1.2μmを超える油滴の数を減少させるため、有利である。
【0087】
マイクロフルイダイゼーション中に、I型循環とII型循環の組み合わせを使用しても良い。この組み合わせには、任意の順序のI型循環とII型循環、例えば、I型の後にII型、II型の後にI型、I型の後にII型そして再びI型などが含まれ得る。
【0088】
第1のエマルジョン容器および第2のエマルジョン容器は、不活性ガス下、例えば、最大0.5バールの窒素下で維持することができる。こうすることにより、エマルジョン成分の酸化が防止され、これは、エマルジョン成分の1つがスクアレンの場合は特に有利である。このことは、エマルジョンの安定性を向上させる。
【0089】
本発明の方法は、大規模に使用することができる。したがって、ある方法では、1リットルを超える容積、例えば、≧5リットル、≧10リットル、≧20リットル、≧50リットル、≧100リットル、≧250リットルなどの容積をマイクロフルイダイズすることを含み得る。
【0090】
(ろ過)
マイクロフルイダイゼーション後、第2のエマルジョンがろ過される。このろ過は、均質化およびマイクロフルイダイゼーションで残存した任意の大きい油滴を除去する。これらの油滴は、数は少ないが、体積が大きいことがあり、凝集の核形成部位として機能して、保管中にエマルジョンの劣化をもたらし得る。さらに、このろ過ステップは、ろ過滅菌を達成することができる。
【0091】
ろ過滅菌に適した特定のろ過膜は、第2のエマルジョンの流体特性および必要なろ過の程度によって異なる。フィルタの特性は、マイクロフルイダイズされたエマルジョンのろ過の安定性に影響を与え得る。例えば、ろ過膜の孔サイズおよび表面特性は、特に、スクアレンベースのエマルジョンをろ過する際に重要であり得る。
【0092】
本発明に使用される膜の孔サイズは、望ましい液滴は通過させるが、望ましくない液滴は留めるサイズであるべきである。例えば、この孔サイズは、サイズが1μm以上の液滴は留めるが、200nm未満の液滴は通過させるサイズであるべきである。0.2μmまたは0.22μmフィルタが理想的であり、ろ過滅菌を達成することもできる。
【0093】
エマルジョンは、例えば、0.45μmフィルタに通して前ろ過(prefilter)しても良い。前ろ過およびろ過は、孔が大きい第1の膜層および孔が小さい第2の膜層を備えた既知の二重層フィルタの使用によって1つのステップで達成することができる。二重層フィルタは、特に本発明に有用である。第1の層は、理想的には、0.3μmよりも大きい、例えば、0.3〜2μm、0.3〜1μm、0.4〜0.8μm、または0.5〜0.7μmの孔サイズを有する。孔サイズが0.75μm以下の第1の層が好ましい。したがって、第1の層は、例えば、0.6μmまたは0.45μmの孔サイズを有しても良い。第2の層は、理想的には、第1の層の孔サイズの75%未満(理想的には半分未満)、例えば、第1の層の孔サイズの25〜70%または25〜49%、例えば、30〜45%、例えば、第1の層の孔サイズの1/3または4/9である孔サイズを有する。したがって、第2の層は、0.3μm未満、例えば、0.15〜0.28μmまたは0.18〜0.24μm、例えば、0.2μmまたは0.22μmの孔サイズを有する。一例では、大きい孔を有する第1の膜層は、0.45μmフィルタを提供し、小さい孔を有する第2の膜層は、0.22μmフィルタを提供する。
【0094】
ろ過膜および/または前ろ過膜は、非対称であっても良い。非対称膜は、膜の一つの側から他の側にかけて孔サイズが異なる膜、例えば、出口面よりも入口面で孔サイズが大きい膜である。非対称膜の一つの側は、「粗孔面」と呼ぶことができ、非対称膜の他の側は、「細孔面」と呼ぶことができる。二重層フィルタでは、一方の層を非対称としても良いし、または両方の層を非対称としても良い(理想的)。
【0095】
ろ過膜は、多孔質または均質であり得る。均質膜は、通常は、10〜200μmの範囲の高密度フィルムである。多孔質膜は、多孔質構造を有する。一実施形態では、ろ過膜は多孔質である。二重層フィルタでは、両方の層が多孔質であっても良いし、両方の層が均質であっても良いし、または一つが多孔質層で一つが均質層であっても良い。好ましい二重層フィルタは、両方の層が多孔質のフィルタである。
【0096】
一実施形態では、第2のエマルジョンは、非対称の親水性多孔質膜に通して前ろ過され、次いで前ろ過膜よりも孔が小さい別の非対称の親水性多孔質膜に通してろ過される。これには、二重層フィルタを使用することができる。
【0097】
ろ過膜(複数可)は、無菌であることを確実にするために、使用前にオートクレーブすることができる。
【0098】
ろ過膜は、典型的には、ポリマー支持物質、例えば、PTFE(ポリ−テトラ−フルオロ−エチレン)、PES(ポリエーテルスルホン)、PVP(ポリビニルピロリドン)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、ナイロン(ポリアミド)、PP(ポリプロピレン)、セルロース(セルロースエステルを含む)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、ニトロセルロースなどから形成される。これらは、様々な性質を有し、一部の支持物質が本質的に疎水性であり(例えば、PTFE)、他が本質的に親水性である(例えば、酢酸セルロース)。しかしながら、これらの本質的な性質は、膜表面を処理することによって変更することができる。例えば、膜表面を他の物質(例えば、他のポリマー、グラファイト、シリコーンなど)で処理して膜表面をコーティングすることによって親水性化膜または疎水性化膜を調製することが知られている。例えば、参考文献15のセクション2.1を参照されたい。二重層フィルタでは、2つの膜を、異なる物質から形成しても良いし、または同じ物質から形成しても良い(理想的)。
【0099】
本発明に使用するのに理想的なフィルタは、親水性表面を有しており、疎水性(ポリスルホン)フィルタを使用するべきである参考文献9〜12の教示とは対照的である。親水性表面を有するフィルタは、親水性物質から、または疎水性物質の親水性化によって形成することができ、本発明に使用するのに好ましいフィルタは、親水性ポリエーテルスルホン膜である。疎水性PES膜を親水性PES膜に変換するいくつかの異なる方法が知られている。多くの場合、これは、膜を親水性ポリマーでコーティングすることによって達成される。親水性ポリマーをPESへ永続的に付着させるために、親水性コーティング層を、通常は、架橋反応またはグラフティングに供する。参考文献15は、官能化鎖末端を有する疎水性ポリマーの表面特性を変更するプロセスであって、このポリマーをリンカー部分の溶液に接触させて共有結合を形成させ、次いで反応した疎水性ポリマーを改変剤の溶液に接触させるステップを含む、プロセスを開示している。参考文献16は、膜の直接コーティングによるPES膜の親水性化の方法であって、アルコールで予め湿らせるステップ、次いで親水性モノマー、多官能性モノマー(架橋剤)、および重合開始剤を含む水性溶液中に浸漬するステップを含む方法を開示している。次いで、このモノマーおよび架橋剤を、熱またはUV開始重合を用いて重合させて、膜表面に架橋親水性ポリマーのコーティングを形成する。同様に、参考文献17および18は、PES膜を、親水性ポリマー(ポリアルキレンオキシド)および少なくとも1つの多官能性モノマー(架橋剤)の水性溶液に浸漬し、次いでモノマーを重合させて抽出可能ではない親水性コーティングを提供することによるPES膜のコーティングを開示している。参考文献19は、PES膜を低温ヘリウムプラズマ処理し、次いでこの膜表面に親水性モノマーN−ビニル−2−ピロリドン(NVP)をグラフトするグラフト反応によるPES膜の親水性化を記載している。さらなるこのようなプロセスが、参考文献20〜26に開示されている。
【0100】
コーティングに依存しない方法では、PESを溶媒に溶解し、可溶性の親水性添加物とブレンドし、次いでブレンドした溶液を使用して、例えば、沈殿または共重合の開始によって親水性膜をキャスティングすることができる。このような方法は、参考文献27〜33に開示されている。例えば、参考文献33は、1つの方法を開示しており、この方法では、膜抽出可能性が低く、かつ超純水抵抗性の迅速な回復を可能にする親水性の電荷変更膜を調製し、これは、架橋内部進入ポリマーネットワーク構造を有し、これは、PES、PVP、ポリエチレンイミン、および脂肪族ジグリシジルエーテルのブレンドのポリマー溶液を形成し、溶液の薄フィルムを形成し、次いで膜として薄フィルムを沈降させることで形成される。同様のプロセスが、参考文献34に開示されている。
【0101】
ハイブリッドアプローチを使用することもでき、このアプローチでは、親水性添加物が膜形成中に存在する。親水性添加物はまた、後でコーティング物として添加される。例えば、参考文献35を参照されたい。
【0102】
PES膜の親水性化は、低温プラズマでの処理によっても達成することができる。参考文献36は、低温COプラズマでの処理によるPES膜の親水性への変更を記載している。
【0103】
PES膜の親水性化は、参考文献37に記載されているように酸化によっても達成することができる。この方法は、表面張力が低い液体で疎水性PES膜を予め湿らせ、この湿らせたPES膜を酸化剤の水性溶液に曝露し、次いで加熱することを含む。
【0104】
参考文献38に記載されているように、相反転も使用することができる。
【0105】
理想的な親水性PES膜は、PES(疎水性)のPVP(親水性)での処理によって得ることができる。PVPではなくPEG(親水性)での処理では、詰まりやすく(特に、スクアレン含有エマルジョンを使用する場合)、かつ不都合にもオートクレーブ中にホルムアルデヒドを放出する親水性化PES膜となることが分かった。
【0106】
好ましい二重層フィルタは、第1の親水性PES膜および第2の親水性PES膜を有する。
【0107】
既知の親水性膜には、Bioassure(Cuno);EverLUXTMポリエーテルスルホン;STyLUXTMポリエーテルスルホン(共に、Meissner);Millex GV、Millex HP、Millipak60、Millipak200、およびDurapore CVGL01TP3膜(Millipore);FluorodyneTMEX EDF膜、SuporTMEAV;SuporTMEBV、SuporTMEKV(すべて、Pall);SartoporeTM(Sartorius);Sterlitechの親水性PES膜;ならびにWolftechnikのWFPES PES膜が含まれる。
【0108】
ろ過中、エマルジョンを、40℃以下、例えば、30℃以下の温度に維持して、滅菌ろ過を容易に成功させることができる。一部のエマルジョンは、その温度が40℃を超えると、滅菌フィルタを通過できないことがある。
【0109】
参考文献39に記載されているように、ろ過ステップは、第2のエマルジョンの形成の24時間以内、例えば、18時間以内、12時間以内、6時間以内、2時間以内、30分以内に行うと有利である。なぜなら、この時間の後では、第2のエマルジョンを、フィルタを詰まらせずに滅菌フィルタに通すことが不可能になる場合があるからである。
【0110】
本発明の方法は、大規模に使用することができる。したがって、ある方法では、1リットルを超える容積、例えば、≧5リットル、≧10リットル、≧20リットル、≧50リットル、≧100リットル、≧250リットルなどの容積をろ過することを含み得る。
【0111】
(最終エマルジョン)
マイクロフルイダイゼーションおよびろ過の結果は、水中油型エマルジョンであり、このエマルジョンの油滴の平均サイズは、220nm未満、例えば、155±20nm、155±10nm、または155±5nmであり得、サイズが1.2μmを超える油滴の数は、5×10/ml以下、例えば、5×10/ml以下、5×10/ml以下、2×10/ml以下、または5×10/ml以下であり得る。
【0112】
本明細書に記載されるエマルジョン(第1のエマルジョンおよび第2のエマルジョンを含む)の平均油滴サイズは、一般に、50nm以上である。
【0113】
本発明の方法は、大規模に使用することができる。したがって、ある方法は、1リットルを超える容積、例えば、≧5リットル、≧10リットル、≧20リットル、≧50リットル、≧100リットル、≧250リットルなどの最終エマルジョンを形成することを含み得る。
【0114】
水中油型エマルジョンを形成したら、滅菌ガラス瓶に移すことができる。ガラス瓶は、5L、8L、または10Lのサイズとすることができる。あるいは、水中油型エマルジョンを、滅菌した柔軟性のバッグ(柔軟性バッグ)に移しても良い。柔軟性バッグは、50L、100L、または250Lのサイズとすることができる。加えて、柔軟性バッグをシステムに接続するために、この柔軟性バッグに1つ以上の滅菌コネクタを取り付けても良い。柔軟性バッグは、ガラス瓶よりも大きく、1つのバッチで製造されるすべてのエマルジョンを保管するために柔軟性バッグを交換する必要がない場合があることを意味するので、滅菌コネクタが取り付けられた柔軟性バッグの使用は、ガラス瓶と比べると有利である。これにより、エマルジョン製造用の滅菌された閉じた系を得ることができ、これは、最終エマルジョン中に不純物が存在する可能性を低減し得る。これは、最終エマルジョンが薬学的目的で使用される場合、例えば、最終エマルジョンがMF59アジュバントである場合に特に重要であり得る。
【0115】
最終エマルジョン中の油の好ましい量(容積%)は、2〜20%、例えば、約10%である。約5%または約10%のスクアレン含有量が、特に有用である。30〜50mg/ml、例えば、35〜45mg/ml、36〜42mg/ml、38〜40mg/mlなどのスクアレン含有量(w/v)が有用である。
【0116】
最終エマルジョン中の界面活性剤の好ましい量(重量%)は:ポリオキシエチレンソルビタンエステル(例えば、Tween80)が0.02〜2%、特に約0.5%または約1%;ソルビタンエステル(例えば、Span85)が0.02〜2%、特に約0.5%または約1%;オクチルフェノキシポリオキシエタノールまたはノニルフェノキシポリオキシエタノール(例えば、Triton X−100)が0.001〜0.1%、特に0.005〜0.02%;ポリオキシエチレンエーテル(例えば、ラウレス9)が0.1〜20%、好ましくは0.1〜10%、特に0.1〜1%または約0.5%である。4〜6mg/ml、例えば、4.1〜5.3mg/mlのポリソルベート80の含有量(w/v)が有用である。4〜6mg/ml、例えば、4.1〜5.3mg/mlのトリオレイン酸ソルビタンの含有量(w/v)が有用である。
【0117】
このプロセスは、以下のいずれの水中油型エマルジョンの調製にも特に有用である。
【0118】
・スクアレン、ポリソルベート80(Tween80)、およびトリオレイン酸ソルビタン(Span85)を含むエマルジョン。このエマルジョンの容積組成は、約5%スクアレン、約0.5%ポリソルベート80、および約0.5%トリオレイン酸ソルビタンとすることができる。重量では、これらの量は、4.3%スクアレン、0.5%ポリソルベート80、および0.48%トリオレイン酸ソルビタンとなる。このアジュバントは、「MF59」として知られている。MF59エマルジョンは、有利なことに、クエン酸イオン、例えば、10mM クエン酸ナトリウム緩衝液を含んでいる。
【0119】
・スクアレン、α−トコフェロール(理想的には、DL−α−トコフェロール)、およびポリソルベート80を含むエマルジョン。これらのエマルジョンは、重量で、2〜10%スクアレン、2〜10%α−トコフェロール、および0.3〜3%ポリソルベート80、例えば、4.3%スクアレン、4.7%α−トコフェロール、1.9%ポリソルベート80を含み得る。スクアレン:トコフェロールの重量比は、より安定なエマルジョンを提供するため、好ましくは、1以下(例えば、0.90)である。スクアレンとポリソルベート80は、約5:2の容積比、または約11:5の重量比で存在し得る。このような1つのエマルジョンは、ポリソルベート80をPBSに溶解して2%溶液にし、次いでこの溶液90mlを(DL−α−トコフェロール5gとスクアレン5ml)の混合物と混合し、次いでこの混合物をマイクロフルイダイズすることによって作製することができる。得られるエマルジョンは、サブミクロン、例えば、100〜250nm、好ましくは約180nmの油滴を有し得る。
【0120】
・スクアレン、トコフェロール、およびTriton洗浄剤(例えば、Triton X−100)のエマルジョン。このエマルジョンは、3−O−脱アシル化モノホスホリルリピドA(「3d−MPL」)も含み得る。このエマルジョンは、リン酸緩衝液も含み得る。
【0121】
・スクアレン、ポリソルベート(例えば、ポリソルベート80)、Triton洗浄剤(例えば、Triton X−100)、およびトコフェロール(例えば、α−トコフェロールスクシナート)を含むエマルジョン。このエマルジョンは、これらの3つの成分を約75:11:10の質量比(例えば、750μg/ml ポリソルベート80、110μg/ml Triton X−100、および100μg/ml α−トコフェロールスクシナート)で含み得、これらの濃度は、抗原由来のこれらの成分のあらゆる寄与を含むべきである。このエマルジョンは、3d−MPLも含み得る。このエマルジョンは、サポニン、例えば、QS21も含み得る。水相は、リン酸緩衝液を含み得る。
【0122】
・スクアレン、水性溶媒、ポリオキシエチレンアルキルエーテル親水性非イオン性界面活性剤(例えば、ポリオキシエチレン(12)セトステアリルエーテル)および疎水性非イオン性界面活性剤(例えば、ソルビタンエステルまたはマンニドエステル、例えば、モノオレイン酸ソルビタンまたは「Span80」)を含むエマルジョン。このエマルジョンは、好ましくは、熱可逆性であり、かつ/またはサイズが200nm未満の油滴を少なくとも90%(容積で)含む[40]。このエマルジョンはまた、アルジトール;凍結防止剤(例えば、糖、例えば、ドデシルマルトシドおよび/またはスクロース);および/またはアルキルポリグリコシドの1つ以上も含み得る。このエマルジョンはまた、TLR4アゴニスト、例えば、化学構造が糖環を含まないものも含み得る[41]。このようなエマルジョンは、凍結乾燥しても良い。
【0123】
百分率で上に明示したこれらのエマルジョン組成は、それらの割合が変わらないように希釈または濃縮(例えば、整数倍、例えば、2倍もしくは3倍、または分数、例えば、2/3もしくは3/4)によって変更しても良い。例えば、2倍濃縮のMF59は、約10%スクアレン、約1%ポリソルベート80、および約1%トリオレイン酸ソルビタンを含む。濃縮された形態は、希釈して(例えば、抗原溶液で)望ましい最終濃度のエマルジョンを得ることができる。
【0124】
本発明のエマルジョンは、理想的には、2℃〜8℃で保管される。本発明のエマルジョンは、凍結するべきではない。本発明のエマルジョンは、理想的には、直射日光に当てないようにすべきである。具体的には、本発明のスクアレン含有エマルジョンおよびワクチンは、スクアレンの光化学的分解を防止するために保護されるべきである。本発明のエマルジョンを保管する場合は、不活性雰囲気、例えば、Nまたはアルゴン中で保管するのが好ましい。
【0125】
(ワクチン)
患者に水中油型エマルジョンアジュバントそれだけを投与することも可能であるが(例えば、患者に別個に投与された抗原に対してアジュバント効果を与えるために)、投与の前にアジュバントを抗原と混合して、免疫原性組成物、例えば、ワクチンを形成するのがより有用である。エマルジョンと抗原の混合は、使用時に即席で行っても良いし、または充填前にワクチンの製造中に行っても良い。本発明の方法は、双方の場合に適用することができる。
【0126】
したがって、本発明の方法は、エマルジョンを抗原成分と混合するさらなるプロセスステップを含み得る。代替として、本発明の方法は、抗原成分と共に、アジュバントをキットの成分としてキット内にパッケージングするさらなるステップを含み得る。
【0127】
したがって、概して、本発明は、混合ワクチンを調製する場合、または混合の準備ができている抗原とアジュバントを含むキットを調製する場合に使用することができる。製造中に混合が行われる場合、混合されるバルク抗原およびエマルジョンの容積は、典型的には、1リットルを超える容積、例えば、≧5リットル、≧10リットル、≧20リットル、≧50リットル、≧100リットル、≧250リットルなどである。使用時に混合が行われる場合、混合される容積は、典型的には、1ミリリットル未満、例えば、≦0.6ml、≦0.5ml、≦0.4ml、≦0.3ml、≦0.2mlなどである。いずれの場合も、実質的に等容積、すなわち実質的に1:1(例えば、1.1:1〜1:1.1、好ましくは1.05:1〜1:1.05、より好ましくは1.025:1〜1:1.025)のエマルジョンと抗原溶液が混合されるのが有用である。しかしながら、一部の実施形態では、過剰なエマルジョンまたは過剰な抗原を使用しても良い[42]。過剰な容積の1つの成分が使用される場合、この過剰とは、一般に、少なくとも1.5:1、例えば、≧2:1、≧2.5:1、≧3:1、≧4:1、≧5:1などである。
【0128】
抗原とアジュバントがキット内で別個の成分として存在する場合は、これらの成分は、キット内で互いに物理的に分離されており、この分離は、様々な方法で達成することができる。例えば、成分は、別個の容器、例えば、バイアルに入れることができる。2つのバイアルの内容物を、例えば、1つのバイアルの内容物を出して他のバイアルに添加することによって、または両方のバイアルの内容物を別個に出して第3の容器内で混合することによって、必要なときに混合することができる。
【0129】
別の構成では、キットの1つの成分がシリンジに入れられ、他方の成分が、容器、例えば、バイアルに入れられている。シリンジを使用して(例えば、針で)その内容物をバイアルに入れて混合し、次いでこの混合物をシリンジ内に回収することができる。次いで、シリンジの混合内容物を、典型的には、新しい滅菌針によって患者に投与することができる。シリンジ内に1つの成分をパッキングしておくことにより、患者への投与のために別個のシリンジを使用する必要がなくなる。
【0130】
別の好ましい構成では、2つのキットの成分を、同じシリンジ、例えば、2チャンバシリンジ、例えば、参考文献43〜50などに開示されているようなシリンジ内に共に、しかし別個に維持する。シリンジを動作させると(例えば、患者に投与する際)、2チャンバの内容物が混合される。この構成では、使用時に別個の混合ステップが必要ない。
【0131】
様々なキットの成分の内容物は、一般に全て液体形態である。一部の構成では、成分(典型的には、エマルジョン成分ではなく抗原成分)は、乾燥形態(例えば、凍結乾燥形態)であり、他の成分は、液体形態である。乾燥成分を再活性化させて、患者に投与する液体組成物にするために2つの成分を混合することができる。凍結乾燥成分は、典型的には、シリンジではなくバイアル内に入れられる。乾燥成分は、安定剤、例えば、ラクトース、スクロース、またはマンニトール、およびそれらの混合物、例えば、ラクトース/スクロース混合物、スクロース/マンニトール混合物などを含み得る。1つの可能な構成では、シリンジに予め充填された液体エマルジョン成分およびバイアル内の凍結乾燥抗原成分を使用する。
【0132】
ワクチンが、エマルジョンおよび抗原の他に成分を含む場合は、これらのさらなる成分は、これらの2つのキットの成分の1つに含めても良いし、または第3のキットの成分の一部としても良い。
【0133】
本発明の混合ワクチンおよび個々のキットの成分に適した容器には、バイアルおよび使い捨てシリンジが含まれる。これらの容器は、無菌であるべきである。
【0134】
組成物/成分がバイアル内にある場合、バイアルは、好ましくは、ガラスまたはプラスチック物質から形成される。バイアルは、好ましくは、組成物が添加される前に滅菌される。ラテックス感受性患者の問題を回避するために、バイアルは、好ましくは、ラテックスを含まないストッパーでシールされ、ラテックスがいずれのパッケージング物質にも含まれないのが好ましい。一実施形態では、バイアルは、ブチルゴムストッパーを有する。バイアルは、単一用量のワクチン/成分を含んでも良いし、または2以上の用量(「複数用量」バイアル)、例えば、10用量を含んでも良い。一実施形態では、バイアルは、10×0.25ml用量のエマルジョンを含む。好ましいバイアルは、無色のガラスから形成される。
【0135】
バイアルは、予め充填されたシリンジをキャップ内に挿入して、シリンジの内容物をバイアルに排出し(例えば、内部の凍結乾燥物質を再構成するため)、次いでバイアルの内容物をシリンジ内に戻すことができるように適合されたキャップ(例えば、ルアーロック)を備えることができる。シリンジをバイアルから取り外したら、針を取り付けて、組成物を患者に投与することができる。キャップは、好ましくは、シールまたはカバーの内部に配置され、キャップにアクセスできるようになる前には、このシールまたはカバーを除去しなければならない。
【0136】
組成物/成分がシリンジ内にパッケージングされている場合は、シリンジには、通常は針が取り付けられていないが、組み合わせて使用するために別個の針がシリンジと共に供給され得る。安全針が好ましい。1インチ23ゲージ、1インチ25ゲージ、および5/8インチ25ゲージ針が典型的である。シリンジは、記録管理を容易にするために表面にロット番号、インフルエンザシーズン、および内容物の有効期限を印刷することができる剥離ラベルを備えても良い。シリンジ内のプランジャは、好ましくは、このプランジャが吸引中に誤ってはずれてしまうことを防止するストッパーを有する。シリンジは、ラテックスゴムキャップおよび/またはプランジャを備えても良い。使い捨てシリンジは、単一用量のワクチンを含む。シリンジは、一般に、針の取り付け前に先端部をシールする先端部キャップを備え、この先端部キャップは、ブチルゴムから形成されるのが好ましい。シリンジと針が別個にパッケージングされる場合は、針に、ブチルゴムシールドを取り付けるのが好ましい。
【0137】
エマルジョンは、バイアルまたはシリンジにパッケージングする前に緩衝液で希釈しても良い。典型的な緩衝液には:リン酸緩衝液;Tris緩衝液;ホウ酸緩衝液;コハク酸緩衝液;ヒスチジン緩衝液;またはクエン酸緩衝液が含まれる。希釈は、例えば、「強度が半分の」アジュバントを提供するために、アジュバントの成分の相対的な割合を維持したまま、アジュバントの成分の濃度を低下させることができる。
【0138】
容器は、例えば、小児への送達を容易にするために、半分の用量を示すためにマークを付けることができる。例えば、0.5mlの用量を含むシリンジは、0.25mlの容積を示すマークを有することができる。
【0139】
ガラス容器(例えば、シリンジまたはバイアル)が使用される場合は、ソーダ石灰ガラスではなくホウケイ酸ガラスから作製された容器を使用するのが好ましい。
【0140】
限定されるものではないが:ウイルス抗原、例えば、ウイルス表面タンパク質;細菌抗原、例えば、タンパク質および/またはサッカリド抗原;真菌抗原;寄生虫抗原;および腫瘍抗原を含む様々な抗原を水中油型エマルジョンと共に使用することができる。本発明は、インフルエンザウイルス、HIV、鉤虫、B型肝炎ウイルス、単純ヘルペスウイルス、狂犬病、RSウイルス、サイトメガロウイルス、Staphylococcus aureus、クラミジア、SARSコロナウイルス、水痘‐帯状疱疹ウイルス、Streptococcus pneumoniae、Neisseria meningitidis、Mycobacterium tuberculosis、Bacillus anthracis、エプスタイン‐バーウイルス、ヒトパピローマウイルスなどに対するワクチンに特に有用である。以下に例を挙げる。
【0141】
・インフルエンザウイルス抗原。これらは、生のウイルスまたは不活化ウイルスの形態をとり得る。不活化ウイルスが使用される場合、ワクチンは、ビリオン全体、スプリットビリオン、または精製された表面抗原(血球凝集素を含み、通常は、ノイラミニダーゼも含む)を含み得る。インフルエンザ抗原は、ビロゾームの形態でも提供することができる。上記抗原は、H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、Hll、H12、H13、H14、H15、および/またはH16から選択される、任意の血球凝集素サブタイプを有し得る。ワクチンは、インフルエンザAウイルスおよび/またはインフルエンザBウイルスを含む、1つ以上(例えば、1つ、2つ、3つ、または4つ以上)のインフルエンザウイルス株に由来する抗原(複数可)を含み得、例えば、単価A/H5N1もしくはA/H1N1ワクチン、または3価A/H1N1+A/H3N2+Bワクチンを含む。インフルエンザウイルスは、再集合体株であり得、逆遺伝学技術によって得ることができる[例えば、51〜55]。したがって、ウイルスは、A/PR/8/34ウイルス由来の1つ以上のRNAセグメントを含み得る(典型的には、6つのセグメントがA/PR/8/34に由来し、HAおよびNセグメントが、ワクチン株に由来する。すなわち、6:2の再集合体である)。抗原の供給源として使用されるウイルスは、卵(例えば、孵化鶏卵)または細胞培養物で増殖することができる。細胞培養が使用される場合、細胞基材(substrate)は、典型的には、哺乳動物細胞系、例えば、MDCK;CHO;293T;BHK;Vero;MRC−5;PER.C6;WI−38などである。インフルエンザウイルスの増殖に好ましい哺乳動物細胞系には:Madin Darbyイヌ腎臓に由来するMDCK細胞[56〜59];アフリカミドリザル腎臓に由来するVero細胞[60〜62];またはヒト胚性網膜芽細胞に由来するPER.C6細胞[63]が含まれる。ウイルスが哺乳動物細胞系で増殖した場合、この組成物は、有利なことに、卵タンパク質(例えば、オボアルブミンおよびオボムコイド)およびニワトリDNAを含まないため、アレルゲン性が低下する。単位用量のワクチンは、典型的にはSRIDによって測定される血球凝集素(HA)含量を参考にして、典型的には標準化される。既存のワクチンは、典型的には、1株当たり15μgのHAを含むが、特にアジュバントを使用する場合は、これよりも低い用量を使用することができる。分数の用量、例えば、1/2(すなわち、1株当たり7.5μgのHA)、1/4、および1/8が、高い用量(例えば、3倍または9倍の用量[66、67])と同様に使用されている[64、65]。したがって、ワクチンは、インフルエンザ1株当たり0.1〜150μg、好ましくは、0.1〜50μg、例えば、0.1〜20μg、0.1〜15μg、0.1〜10μg、0.1〜7.5μg、0.5〜5μgなどのHAを含み得る。特定の用量には、例えば、1株当たり約15、約10、約7.5、約5、約3.8、約3.75、約1.9、約1.5などが含まれる。
【0142】
・HIV−1およびHIV−2を含むヒト免疫不全ウイルス。この抗原は、典型的には、エンベロープ抗原である。
【0143】
・B型肝炎ウイルス表面抗原。この抗原は、好ましくは、例えば、Saccharomyces cerevisiae酵母での発現後に、組換えDNA法によって得られる。天然ウイルスHBsAgとは異なり、組換え酵母発現抗原は、グリコシル化されていない。この抗原は、リン脂質を含有する脂質マトリックスを含む実質的に球形の粒子(約20nmの平均直径)の形態とすることができる。天然HBsAg粒子とは異なり、酵母発現粒子は、ホスファチジルイノシトールを含み得る。このHBsAgは、任意のサブタイプaywl、ayw2、ayw3、ayw4、ayr、adw2、adw4、adrq−、およびadrq+由来であり得る。
【0144】
・特にイヌに見られる鉤虫(Ancylostoma caninum)。この抗原は、組換えAc−MTP−1(アスタシン様メタロプロテアーゼ)および/またはアスパラギン酸ヘモグロビナーゼ(Ac−APR−1)であり得、分泌タンパク質としてバキュロウイルス/昆虫細胞系で発現され得る[68、69]。
【0145】
・単純ヘルペスウイルス(HSV)抗原。本発明に使用するのに好ましいHSV抗原は、膜糖タンパク質gDである。HSV−2株由来のgD(「gD2」抗原)を使用するのが好ましい。この組成物は、C末端膜アンカー領域が欠失した形態のgD[70]、例えば、アスパラギン(aparagine)およびグルタミンがC末端に付加された天然タンパク質のアミノ酸1〜306を含む切断型gDを使用することができる。この形態のタンパク質には、切断されると283アミノ酸の成熟タンパク質を生じる単一ペプチドが含まれる。アンカーの除去により、タンパク質を可溶型において調製することができる。
【0146】
・ヒトパピローマウイルス(HPV)抗原。本発明に使用するのに好ましいHPV抗原は、L1カプシドタンパク質であり、組み合わせて、ウイルス様粒子(VLP)として知られている構造を形成することができる。VLPは、酵母細胞(例えば、S.cerevisiae)または昆虫細胞(例えば、Spodoptera細胞、例えば、S.frugiperda、またはショウジョウバエ細胞)でのL1の組換え発現によって生産することができる。酵母細胞の場合は、プラスミドベクターが、L1遺伝子(複数可)を有することができる;昆虫細胞の場合は、バキュロウイルスベクターが、L1遺伝子(複数可)を有することができる。より好ましくは、この組成物は、HPV−16株およびHPV−18株の両方に由来するL1 VLPを含む。この2価の組み合わせは、非常に有効であることが示された[71]。HPV−16株およびHPV−18株に加えて、HPV−6株およびHPV−11株に由来するL1 VLPを含むことも可能である。腫瘍形成性HPV株の使用も可能である。ワクチンは、HPV1株当たり20〜60μg/ml(例えば、約40μg/ml)のL1を含み得る。
【0147】
・炭疽抗原。炭疽は、Bacillus anthracisによって引き起こされる。適切なB.anthracis抗原は、A成分(致死因子(LF)および浮腫因子(EF))を含み、これらの両方は、防御抗原(PA)として知られている共通のB成分を共有することができる。この抗原は、任意選択で解毒化することができる。さらなる詳細は、参考文献[72〜74]で見ることができる。
【0148】
・S.aureus抗原。様々なS.aureus抗原が知られている。適切な抗原には、莢膜サッカリド(例えば、5型株および/または8型株由来)およびタンパク質(例えば、IsdB、Hlaなど)が含まれる。莢膜サッカリド抗原は、理想的には、キャリアタンパク質に結合体化している。
【0149】
・S.pneumoniae抗原。様々なS.pneumoniae抗原が知られている。適切な抗原には、莢膜サッカリド(例えば、血清型1、4、5、6B、7F、9V、14、18C、19F、および/または23Fの1つ以上に由来)およびタンパク質(例えば、ニューモリシン、解毒化ニューモリシン、ポリヒスチジン三つ組タンパク質D(PhtD)など)が含まれる。莢膜サッカリド抗原は、理想的には、キャリアタンパク質に結合体化している。
【0150】
・がん抗原。様々な腫瘍特異的抗原が知られている。本発明は、肺がん、メラノーマ、乳がん、前立腺がんなどに対する免疫治療応答を誘発する抗原と共に使用することができる。
【0151】
抗原の溶液は、通常は、例えば、1:1の容積比でエマルジョンと混合される。この混合は、充填の前にワクチン製造業者が行うこともできるし、または使用時に医療従事者が行うこともできる。
【0152】
(薬学的組成物)
本発明の方法を用いて形成される組成物は、薬学的に許容され得る。これらの組成物は、エマルジョンおよび任意選択の抗原に加えて成分を含み得る。
【0153】
この組成物は、保存薬、例えば、チオメルサールまたは2−フェノキシエタノールを含み得る。しかしながら、好ましくは、ワクチンは、水銀物質を実質的に含まない(すなわち、5μg/ml未満)、例えば、チオメルサールを含まないようにするべきである[75、76]。水銀を含まないワクチンおよび成分がより好ましい。
【0154】
組成物のpHは、一般に5.0〜8.1、より典型的には6.0〜8.0、例えば、6.5〜7.5である。したがって、本発明のプロセスは、パッケージングの前にワクチンのpHを調整するステップを含み得る。
【0155】
この組成物は、好ましくは、無菌である。この組成物は、好ましくは、非発熱性であり、例えば、用量当たり<1 EU(エンドトキシン単位、一般的な基準)、好ましくは用量当たり<0.1 EUを含む。この組成物は、好ましくは、グルテンを含まない。
【0156】
この組成物は、単回免疫化用の物質を含んでも良いし、または複数回免疫化用の物質(すなわち、「複数用量」キット)を含んでも良い。複数用量構成の場合には、保存薬を含めるのが好ましい。
【0157】
ワクチンは、典型的には、約0.5mlの投与量容積で投与されるが、半分の用量(すなわち、約0.25ml)を小児に投与しても良い。
【0158】
(処置の方法およびワクチンの投与)
本発明は、本発明の方法を用いて調製されるキットおよび組成物を提供する。本発明の方法によって調製される組成物は、ヒト患者に投与するのに適しており、本発明は、このような組成物を患者に投与するステップを含む、患者において免疫応答を惹起する方法を提供する。
【0159】
本発明はまた、薬剤として使用されるこれらのキットおよび組成物も提供する。
【0160】
本発明はまた、患者において免疫応答を惹起するための薬剤の製造における、(i)抗原の水性調製物;および(ii)本発明によって調製される水中油型エマルジョンの使用も提供する。
【0161】
これらの方法および使用によって惹起される免疫応答は、一般に、抗体応答、好ましくは、防御抗体反応を含む。
【0162】
組成物は、様々な方法で投与することができる。最も好ましい免疫化経路は、筋肉内注射(例えば、腕または脚に)によるものであるが、他の利用可能な経路には、皮下注射、鼻腔内[77〜79]、経口[80]、皮内[81、82]、経皮(transcutaneous)、経皮(transdermal)[83]などが含まれる。
【0163】
本発明によって調製されるワクチンを使用して、小児と成人の両方を処置することができる。患者は、1歳未満、1〜5歳、5〜15歳、15〜55歳、または少なくとも55歳であり得る。患者は、高齢者(例えば、≧50歳、好ましくは≧65歳)、幼若者(例えば、≦5歳)、入院患者、医療従事者、軍人および兵士、妊婦、慢性疾患免疫不全患者、および海外旅行者であり得る。ワクチンは、これらの群だけに適しているのではなく、集団でより一般的に使用できる。
【0164】
本発明のワクチンは、他のワクチンと実質的に同時(例えば、同じ診療中、または同じ医療専門家への訪問時)に患者に投与することができる。
【0165】
(中間プロセス)
本発明はまた、第2のエマルジョンを形成するための第1のエマルジョンのマイクロフルイダイゼーション、およびこれに続く第2のエマルジョンのろ過を含む、水中油型エマルジョンの製造方法も提供する。第1のエマルジョンは、上記の特質を有する。
【0166】
本発明はまた、第2のエマルジョン、すなわちマイクロフルイダイズされたエマルジョンのろ過を含む水中油型エマルジョンの製造方法も提供する。マイクロフルイダイズされたエマルジョンは、上記の特質を有する。
【0167】
本発明はまた、エマルジョンと抗原を組み合わせるステップを含み、このエマルジョンは上記の特質を有する、ワクチンの製造方法も提供する。
【0168】
(特定の実施形態)
本発明の特定の実施形態には、以下が含まれる。
【0169】
・スクアレンを含む水中油型エマルジョンの製造方法であって、(i)第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンを形成するステップ;(ii)第1のエマルジョンをマイクロフルイダイズして、第1の平均油滴サイズよりも小さい第2の平均油滴サイズを有する第2のエマルジョンを形成するステップ;および(iii)親水性膜を用いて第2のエマルジョンをろ過するステップを含む、方法。
【0170】
・水中油型エマルジョンの製造方法であって、(i)5000nm以下の第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンを形成するステップ;(ii)第1のエマルジョンをマイクロフルイダイズして、第1の平均油滴サイズよりも小さい第2の平均油滴サイズを有する第2のエマルジョンを形成するステップ;および(iii)親水性膜を用いて第2のエマルジョンをろ過するステップを含む、方法。
【0171】
・水中油型エマルジョンの製造方法であって、(i)第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンを形成するステップ;(ii)第1のエマルジョンをマイクロフルイダイズして、第1の平均油滴サイズよりも小さい第2の平均油滴サイズを有する第2のエマルジョンを形成するステップ;および(iii)親水性ポリエーテルスルホン膜を用いて第2のエマルジョンをろ過するステップを含む、方法。
【0172】
・スクアレンを含む水中油型エマルジョンの製造方法であって、(i)ホモジナイザを用いて、第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンを形成するステップを含み、第1のエマルジョンが、第1のエマルジョン成分をホモジナイザに複数回通して循環させることによって形成される、方法。
【0173】
・スクアレンを含む水中油型エマルジョンの製造方法であって、(b)第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンをマイクロフルイダイズして、第1の平均油滴サイズよりも小さい第2の平均油滴サイズを有する第2のエマルジョンを形成するステップを含み、第2のエマルジョンが、第2のエマルジョン成分を第1のエマルジョン容器から第1のマイクロフルイダイゼーションデバイスを介して第2のエマルジョン容器に移動させ、次いで第2のマイクロフルイダイゼーションデバイスに通して第2のエマルジョン成分を循環させることによって形成され、第1のマイクロフルイダイゼーションデバイスと第2のマイクロフルイダイゼーションデバイスが同じである、方法。
【0174】
・水中油型エマルジョンの製造方法であって:第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンをマイクロフルイダイゼーションデバイスに通して、第1の平均油滴サイズよりも小さい第2の平均油滴サイズを有する第2のエマルジョンを形成するステップを含み;このマイクロフルイダイゼーションデバイスが、複数のZ型チャネルを備える相互作用チャンバ、および少なくとも1つのチャネルを備えた補助処理モジュールを備えており;この補助処理モジュールが、相互作用チャンバの下流に配置されている、方法。
【0175】
・水中油型エマルジョンの製造方法であって、第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンをマイクロフルイダイゼーションデバイスに通して、第1の平均油滴サイズよりも小さい第2の平均油滴サイズを有する第2のエマルジョンを形成するステップを含み;このマイクロフルイダイゼーションデバイスが、複数のチャネルを備える相互作用チャンバおよび補助処理モジュールを備えている、方法。
【0176】
・水中油型エマルジョンの製造方法であって、第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンをマイクロフルイダイゼーションデバイスに通して、第1の平均油滴サイズよりも小さい第2の平均油滴サイズを有する第2のエマルジョンを形成するステップを含み、このマイクロフルイダイゼーションデバイスが、相互作用チャンバを備えており、この相互作用チャンバの入口におけるエマルジョン成分の圧力が、エマルジョンがマイクロフルイダイザに供給されている期間の少なくとも85%の間、実質的に一定である、方法。
【0177】
・水中油型エマルジョンの製造方法であって、第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンを形成するステップを含み、この第1のエマルジョンの形成が、不活性ガス、例えば、窒素下で、例えば、最大0.5バールの圧力で行われる、方法。
【0178】
・水中油型エマルジョンの製造方法であって、第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンをマイクロフルイダイゼーションデバイスに通して、第1の平均油滴サイズよりも小さい第2の平均油滴サイズを有する第2のエマルジョンを形成するステップを含み、この第2のエマルジョンの形成が、不活性ガス、例えば、窒素下で、例えば、最大0.5バールの圧力で行われる、方法。
【0179】
・水中油型エマルジョンの製造方法であって、(i)第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンを形成するステップ;(ii)第1のエマルジョンをマイクロフルイダイズして、第1の平均油滴サイズよりも小さい第2の平均油滴サイズを有する第2のエマルジョンを形成するステップ;(iii)第2のエマルジョンをろ過するステップ;(iv)水中油型エマルジョンを滅菌柔軟性バッグに移すステップを含む、方法。
【0180】
(一般)
用語「〜を含む(comprising)」は、「〜を含む(including)」および「〜からなる(consisting)」を包含し、例えば、X「を含む(comprising)」組成物は、Xのみからなっても良いし、または何か追加のもの、例えば、X+Yを含んでも良い。
【0181】
用語「実質的に」は、「完全に」を排除するものではなく、例えば、Yを「実質的に含まない」組成物は、Yを完全に含まなくても良い。必要に応じて、用語「実質的に」は、本発明の定義から除外しても良い。
【0182】
数値xに関する用語「約」は、任意選択であり、例えば、x±10%を意味する。
【0183】
特段の記載がない限り、2つ以上の成分を混合するステップを含むプロセスは、混合のいかなる特定の順序も必要としない。したがって、成分は、任意の順序で混合することができる。3つの成分が存在する場合は、例えば、2つの成分を互いに組み合わせてから、この組み合わせを第3の成分と組み合わせることができる。
【0184】
動物性(特にウシ)の物質が細胞の培養に使用される場合、このような物質は、伝染性海綿状脳症(TSE)を含まない、特にウシ海綿状脳症(BSE)を含まない供給源から得るべきである。全体として、動物由来物質が全く存在しない状態で細胞を培養することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【0185】
【図1】図1は、第1のエマルジョンの形成に使用できるホモジナイザの特定の例を示している。
【図2】図2は、このようなホモジナイザに使用できるロータおよびステータの詳細を示している。
【図3】図3は、同期増強ポンプモードの2つの圧力プロフィールを示している。
【図4】図4は、Z型チャネル相互作用チャンバを示している。
【図5】図5は、I型循環を示している。容器は、「C」で示され、ホモジナイザは、「H」で示されている。流体の運動の方向および順序が示されている。
【図6】図6は、II型循環を示している。容器は、「C」で示され、ホモジナイザは、「H」で示されている。流体の運動の方向および順序が示されている。ホモジナイザは、2つの入力の矢印と2つの出力の矢印を有するが、実際には、ホモジナイザは、1つの入力チャネルと1つの出力チャネルを有する。
【発明を実施するための形態】
【0186】
(本発明を実施するための様式)
スクアレン、ポリソルベート80、トリオレイン酸ソルビタン、およびクエン酸ナトリウム緩衝液を含む第1のエマルジョンを均質化によって調製した。第1のエマルジョンを、平均油滴サイズが1200nm以下になり、サイズが1.2μmを超える油滴の数が5×10/ml以下となるまで均質化した。
【0187】
次いで、第1のエマルジョンをマイクロフルイダイゼーションに供し第2のエマルジョンを形成した。マイクロフルイダイゼーションデバイスは、約700バール(すなわち、約10000psi)の実質的に一定の圧力を提供する2つの同期増強ポンプを備えていた。エマルジョンを、マイクロフルイダイゼーションデバイスに5回通した。エマルジョンは、冷却機構の使用によってマイクロフルイダイゼーション中は40±5℃の温度に維持した。
【0188】
4回の試験運転を行った。第1の一組の試験運転では、単一チャネル補助処理モジュール(APM)を、製造業者によって推奨されるように8チャネルのZ型相互作用チャンバ(IXC)の上流に配置し、マイクロフルイダイゼーションデバイス内のエマルジョンの流量を10.2L/分とした。第2の一組の試験運転では、多チャネルのAPMを、8チャネルのZ型IXCの下流に配置し、マイクロフルイダイゼーションデバイス内のエマルジョンの流量を11.6L/分とした。両方の運転を、大規模(250リットル)で行った。4つの試験運転の結果が表1に示されている。
【0189】
【表1−1】

【0190】
【表1−2】

表1に示されているように、APMがIXCの下流に配置された試験運転は、平均粒子サイズがより小さく、かつサイズが1.2μmを超える粒子がより少ないエマルジョンを生産した。さらに、IXC−APMの順序では、1回通過後の粒子直径が≦200nmに達したが、APM−IXCの順序では、4回通過後でもこのサイズに達しなかった。したがって、Z型IXCの下流へのAPMの配置が、大規模製造で有利であることが示された。
【0191】
本発明は、ほんの一例として記載されており、本発明の範囲および精神の範囲内で変更形態が可能であることを理解されたい。
【0192】
【数1】

【0193】
【数2】

【0194】
【数3】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
水中油型エマルジョンの製造のための方法であって、該方法は、
第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンを、マイクロフルイダイゼーションデバイスに通して、該第1の平均油滴サイズよりも小さい第2の平均油滴サイズを有する第2のエマルジョンを形成するステップを含み、
該マイクロフルイダイゼーションデバイスは、複数のZ型チャネルを備える相互作用チャンバ、および少なくとも1つのチャネルを備える背圧チャンバを備えており、
該背圧チャンバは、該相互作用チャンバの下流に配置されている、
方法。
【請求項2】
前記第1のエマルジョンが、第1の圧力で前記相互作用チャンバに導入され、前記第2のエマルジョンが、該第1の圧力よりも低い第2の圧力で前記背圧チャンバから出ていき、
ここで、該相互作用チャンバの中で、該第1の圧力と該第2の圧力との間の圧力差のうちの80〜95%の低下があり、該背圧チャンバの中で、該第1の圧力と該第2の圧力との間の圧力差のうちの5〜20%の低下がある、
請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記背圧チャンバが、複数のチャネルを備えている、前述の請求項のいずれか1項に記載の方法。
【請求項4】
水中油型エマルジョンの製造のための方法であって、該方法は、
第1の平均油滴サイズを有する第1のエマルジョンを、マイクロフルイダイゼーションデバイスに通して、該第1の平均油滴サイズよりも小さい第2の平均油滴サイズを有する第2のエマルジョンを形成するステップを含み、
該マイクロフルイダイゼーションデバイスは、複数のチャネルを備える相互作用チャンバ、および複数のチャネルを備える背圧チャンバを備えている、
方法。
【請求項5】
前記第1のエマルジョンが:
(i)第1の圧力で前記相互作用チャンバに導入され、前記第2のエマルジョンが、該第1の圧力よりも低い第2の圧力で前記背圧チャンバから出ていくか;または
(ii)第1の圧力で前記背圧チャンバに導入され、前記第2のエマルジョンが、該第1の圧力よりも低い第2の圧力で前記相互作用チャンバから出ていき;
ここで、該相互作用チャンバの中で、該第1の圧力と該第2の圧力との間の圧力差のうちの80〜95%の低下があり、該背圧チャンバの中で、該第1の圧力と該第2の圧力との間の圧力差のうちの5〜20%の低下がある、
請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記背圧チャンバの前記チャネルまたは前記複数のチャネルが、Z型チャネルである、前述の請求項のいずれか1項に記載の方法。
【請求項7】
前記第2のエマルジョンのろ過を含む、前述の請求項のいずれか1項に記載の方法。
【請求項8】
ホモジナイザを用いて前記第1のエマルジョンを形成するステップを含む、前述の請求項のいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
前記第1の平均油滴サイズが5000nm以下である、前述の請求項のいずれか1項に記載の方法。
【請求項10】
前記第1のエマルジョン中のサイズが1.2μmを超える油滴の数が、5×1011/ml以下である、前述の請求項のいずれか1項に記載の方法。
【請求項11】
前記第2の平均油滴サイズが500nm以下である、前述の請求項のいずれか1項に記載の方法。
【請求項12】
前記第2のエマルジョン中のサイズが1.2μmを超える油滴の数が、5×1010/ml以下である、前述の請求項のいずれか1項に記載の方法。
【請求項13】
ワクチン組成物を調製するための方法であって、
請求項1〜12のいずれか1項に記載のエマルジョンを調製するステップと、
該エマルジョンを抗原と組み合わせるステップと、
を含む、方法。
【請求項14】
ワクチンキットを調製するための方法であって、
請求項1〜12のいずれか1項に記載のエマルジョンを調製するステップと、
該エマルジョンを、抗原成分と共にキットの成分としてキット内にパッケージングするステップと、
を含む、方法。
【請求項15】
前記キットの成分が、別個のバイアルに入れられている、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
前記バイアルが、ホウケイ酸ガラスから作製されている、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
請求項14〜16のいずれか1項に記載の方法であって、
アジュバントが、バルクアジュバントであり、
該方法が、キットの成分としてパッケージングするために該バルクアジュバントから単位用量を取り出すステップを含む、
方法。
【請求項18】
前記抗原が、インフルエンザウイルス抗原である、請求項13〜17のいずれか1項に記載の方法。
【請求項19】
前記エマルジョンと前記抗原との組み合わせが、ワクチン組成物を形成し、該ワクチン組成物が、インフルエンザウイルス1株当たり約15μg、約10μg、約7.5μg、約5μg、約3.8μg、約1.9μg、約1.5μgの血球凝集素を含む、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記エマルジョンと前記抗原との組み合わせが、ワクチン組成物を形成し、該ワクチン組成物が、チオメルサールまたは2−フェノキシエタノール保存薬を含む、請求項18または19に記載の方法。
【請求項21】
前記相互作用チャンバが、複数の固定形状チャネルであって、前記エマルジョンが通る、チャネルを有し、該チャネルにおいて、該エマルジョンが、加圧下で加速させられて、該エマルジョンの油滴サイズが減少し、かつサイズが1.2μmを超える油滴の数が減少し;該相互作用チャンバのチャネルが、複数の実質的に直角の角を備えており;前記背圧チャンバが、少なくとも1つの固定形状チャネルであって、該エマルジョンが通る、チャネルを有している、前述の請求項のいずれか1項に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公表番号】特表2013−512891(P2013−512891A)
【公表日】平成25年4月18日(2013.4.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−541595(P2012−541595)
【出願日】平成22年12月3日(2010.12.3)
【国際出願番号】PCT/IB2010/003390
【国際公開番号】WO2011/067672
【国際公開日】平成23年6月9日(2011.6.9)
【出願人】(504389991)ノバルティス アーゲー (806)
【Fターム(参考)】