徐放性薬物送達のためのポリ−４−ヒドロキシブチレートマトリックス
薬物の長期制御放出を提供する生分解性の制御放出系、およびその製造方法が開示される。この系は、生体適合性の生分解性ポリマー（特に、ポリ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ４４００）またはそのコポリマー）から形成される。薬物は、一般的には、均一な分散を生じる方法を使用して、上記ポリマー中に組み込まれる。薬物の型および量は、これらの化合物の公知の薬学的特性に基づいて選択される。この系は、例えば、移植、注射、局所投与、または経口摂取によって、投与され得る。これらはまた、医療デバイス（例えば、ステント）と組合せて使用され得る。この薬物送達系の主要な利点は、使用後にこの系を除去する必要がないことである。このデバイスは、望ましい物理的特性（強度、係数および伸びが挙げられる）を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、Ｖａｓｉｆ Ｎ．ＨａｓｉｒｃｉおよびＤｉｌｅｋ Ｓｅｎｄｉｌ Ｋｅｓｋｉｎによって２００３年７月３０日に出願された、発明の名称が「Ｐｏｌｙ−４−Ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ Ｍａｔｒｉｃｅｓ Ｆｏｒ Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ」である米国特許出願番号６０／４９１，４３０、ならびにＶａｓｉｆ Ｎ．Ｈａｓｉｒｃｉにより２００３年７月８日に出願された、発明の名称が「Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔｅｘｔｉｌｅｓ Ａｎｄ Ｆｉｂｅｒｓ」である米国特許出願番号６０／４８５，３７３に対する、優先権を主張する。
【０００２】
（発明の背景）
本発明は、概して、ポリ−４−ヒドロキシブチレートに由来する薬物送達系に関する。
【背景技術】
【０００３】
薬物送達系を製造するための生分解性ポリマーの使用が、十分に確立されている。例えば、Ｔａｋｅｄａ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓは、毎月一回投与され得て前立腺癌の処置のために長期治療レベルのＬＨＲＨ（黄体化ホルモン放出ホルモン）を提供し得る、ＬＨＲＨ（黄体化ホルモン放出ホルモン）の送達のための、ポリラクチド−ｃｏ−グリコリドベースの処方物を開発した。Ｇｕｉｌｆｏｒｄ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓは、ＧＬＩＡＤＥＬＴＭの商標名で販売される癌化学療法剤カルムスチン（ＢＣＮＵ）の処方物を開発した。この処方物は、分解性ポリ無水物ポリマーに基づく。別の会社であるＡｔｒｉｘ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓは、歯周治療のための抗生物質ドキシサイクリンの送達のための、分解性ポリラクチド（ＰＬＡ）ベースの系（ＡＴＲＩＤＯＸＴＭと呼ばれる）を開発した。これらの積極的な開発にも拘らず、新規で改善された薬物送達系を開発する必要性が、依然として存在する。例えば、ＰＬＡに基づくデバイスは、局所的炎症を引き起こすことが報告されている（例えば、ＢｅｒｄｅおよびＬａｎｇｅｒに対する米国特許第６，２１４，３８７号を参照のこと）。Ｂｅｒｄｅら（学術論文の要旨、１９９０、Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ，Ａｍｅｒ．Ｓｏｃ．Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｉｓｔｓ，７３：Ａ７７６、１９９０年９月）もまた、特定の分解性ポリ無水物薬物送達系の欠点を報告した。この薬物送達系は、薬物の迅速な初期放出、およびそのデバイスに対する炎症応答または漿液物質もしくはフィブリンのカプセル形成を含む。特定の適用（例えば、慢性疼痛もしくは持続性疼痛の処置、長期避妊または抗生物質の投与、増殖因子の投与、もしくは化学療法剤の投与、またはステント移植後の再狭窄の予防）のために、薬物を長期間にわたって投与し得る系を開発することが、有利である。大量の薬物が充填され得て長期放出を提供し得、かつ／またはより小さいデバイスの使用を可能にし得る系を開発すること、ならびに薬物の活性を減少する（例えば、活性ペプチドもしくは活性タンパク質がフォールディングされないことから生じる）ことなく、種々の型の薬物（例えば、疎水性、親水性、ペプチド、タンパク質、ＤＮＡ、およびＲＮＡ）を送達し得る系を開発することもまた、望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、薬物を長期間にわたって投与する、改善された生分解性制御放出系を提供することが、本発明の目的である。
【０００５】
大量の薬物を充填し得る、改善された生分解性制御放出系を提供することが、本発明のさらなる目的である。
【０００６】
その制御放出系を調製してそれからの薬物放出速度を調節するための方法を提供することが、本発明のなおさらなる目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（発明の要旨）
薬物の長期制御放出を提供する生分解性制御放出系、およびその製造方法が、開示される。この系は、生体適合性の生分解性ポリマー（特に、ポリ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ４４０）またはそのコポリマー）から形成される。４−ヒドロキシブチレートのコポリマーとしては、ポリ−３−ヒドロキシブチレート−ｃｏ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ３４４４）、およびポリ−４−ヒドロキシブチレート−ｃｏ−グリコレート（ＰＨＡ４４２２）が挙げられるが、これらに限定されない。薬物は、一般的には、均一な分散を生じる方法を使用して、上記ポリマー中に組み込まれる。薬物の型および量は、これらの化合物の公知の薬学的特性に基づいて選択される。この系は、例えば、移植、注射、局所投与、または経口摂取によって、投与され得る。これらはまた、医療デバイス（例えば、ステント）と組合せて使用され得る。この薬物送達系の主要な利点は、使用後にこの系を除去する必要がないことである。なぜなら、この系は、ゆっくり分解され、そして患者の身体によって除去されるからである。このデバイスは、望ましい物理的特性（強度、係数（ｍｏｄｕｌｕｓ）、および伸びが挙げられる）を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（発明の詳細な説明）
薬物の制御された長期間の放出のための生分解性薬物送達系が、提供される。これらの系は、長期間にわたって制御された量の薬物を投与し、かつ／または高薬物充填を必要とする系を使用することが必要である場合に、使用され得る。
【０００９】
（Ｉ．定義）
ポリ−４−ヒドロキシブチレートとは、４−ヒドロキシブチレート単位を含むホモポリマーを意味する。これは、ＰＨＡ４４００またはＰ４ＨＢと称され得る。ポリ−４−ヒドロキシブチレートのコポリマーとは、１以上の異なるヒドロキシ酸単位を有する４−ヒドロキシブチレートを含む任意のポリマーを意味する（例えば、ポリ−３−ヒドロキシブチレート−ｃｏ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨ３４４４））。
【００１０】
生体適合性とは、毒性でなく、かつインビボで重篤な炎症性応答または重篤な慢性応答を引き起こさない材料を指す。これらの材料の任意の代謝産物もまた、生体適合性であるべきである。
【００１１】
生分解性とは、ポリマーが、好ましくは２年以内に、より好ましくは１年以内に、インビボで分解しなければならないか、または溶解してなくならなければばらないことを意味する。生分解性とは、動物またはヒトの内部でのプロセスを指す。そのポリマーは、表面侵食、バルク侵食（ｂｕｌｋ ｅｒｏｓｉｏｎ）、加水分解、またはこれらの機構の組み合わせによって分解し得る。
【００１２】
用語「ミクロスフェア」はまた、ナノスフェア、微粒子、およびマイクロカプセルを包含する。
【００１３】
（ＩＩ．薬物送達デバイス）
（Ａ．ポリマー）
ポリ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ４４００）は、発酵プロセスによって生成される、強固で成形しやすい熱可塑性物質である（Ｗｉｌｌｉａｍｓらへの米国特許第６，５４８，５６９号を参照のこと）。その生合成経路に関わらず、このポリエステルの構造は、比較的単純である（図１Ａ）。このポリマーは、多くの微生物によって産生される、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）と呼ばれるより大きな分類の材料に属する（概説として以下を参照のこと：Ｓｔｅｉｎｂｕｅｃｈｅｌ，Ａ．（１９９１）Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏｉｃ ａｃｉｄｓ，ｉｎ Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，（Ｂｙｒｏｍ，Ｄ．編），ｐｐ．１２３−２１３．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｓｔｏｃｋｔｏｎ Ｐｒｅｓｓ；Ｓｔｅｉｎｂｕｅｃｈｅｌ，Ａ．およびＶａｌｅｎｔｉｎ，Ｈ．Ｅ．（１９９５）ＦＥＭＳ Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ．Ｌｅｔｔ．１２８：２１９−２２８；ならびに、Ｄｏｉ，Ｙ．（１９９０）Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：ＶＣＨ）。
【００１４】
ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）は、環境ストレスに応答して、多くの生物体によって合成される、天然に存在するポリエステルの一分類である。概説として、以下を参照のこと：Ｂｙｒｏｍ（編），Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ＭａｃＭｉｌｌａｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９１，ｐｐ．３３３−５９における、Ｂｙｒｏｍ，３Ｍｉｓｃｅｌｌａｎｅｏｕｓ Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ２；Ｇｒｉｆｆｉｎ（編），Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｃｈａｐｍａｎ ａｎｄ Ｈａｌｌ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９４，ｐｐ．４８−９６における、ＨｏｃｋｉｎｇおよびＭａｒｃｈｅｓｓａｕｌｔ，３Ｂｉｏｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ２；Ｂａｓｓｅｔｔ（編），Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ｌｏｎｄｏｎ，第２巻，１９８８，ｐｐ．１−６５における、Ｈｏｌｍｅｓ，３Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ（Ｒ）−３−ｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ２；ＲｅｈｍおよびＲｅｅｄ（編），Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｅｒｌａｇｓｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，第６６巻，１９８８，ｐｐ．１３５−７６における、Ｌａｆｆｅｒｔｙら，３Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙ−β−ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ２；ＭｕｅｌｌｅｒおよびＳｅｅｂａｃｈ，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．３２：４７７−５０２（１９９３）；Ｂｙｒｏｍ（編），Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，ＭａｃＭｉｌｌａｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９１，ｐｐ．１２３−２１３における、Ｓｔｅｉｎｂｕｃｈｅｌ，３Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏｉｃ Ａｃｉｄｓ２；ＷｉｌｌｉａｍｓおよびＰｅｏｐｌｅｓ，ＣＨＥＭＴＥＣＨ，２６：３８−４４，（１９９６）、ならびにＭａｄｉｓｏｎおよびＨｕｓｉｍａｎ，Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．＆ Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．Ｒｅｖ．６３：２１−５３（１９９９）による最近の概説。
【００１５】
ＰＨＡバイオポリマーは、そのペンダント基の長さおよびそれらの各々の生合成経路に従って、大まかに３つの群に分けられ得る。短いペンダント基を有するもの（例えば、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、Ｒ−３−ヒドロキシ酪酸（Ｒ−３ＨＢ）単位のホモポリマー）は、高度に結晶性の熱可塑性材料であり、最も長いことが公知である（ＬｅｍｏｉｇｎｅおよびＲｏｕｋｈｅｌｍａｎ，Ａｎｎａｌｅｓ ｄｅｓ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｓ，５：５２７−３６（１９２５））。ＰＨＡの第２の群は、より長いペンダント基ヒドロキシ酸単位を有する無作為に重合化した短いＲ−３ＨＢ単位を含み、７０年代初めに最初に報告された（ＷａｌｌｅｎおよびＲｏｈｗｅｄｄｅｒ，Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，８：５７６−７９（１９７４））。これらのより長いペンダント基ヒドロキシ酸単位を有するＲ−３ＨＢのコポリマーを特異的に産生する多くの微生物もまた、公知であり、そしてこの第２の群に属する（ＳｔｅｉｎｂｕｅｃｈｅｌおよびＷｉｅｓｅ，Ａｐｐｌ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．，３７：６９１−９７（１９９２））。８０年代初めには、オランダの研究グループが、ＰＨＡの第３の群を同定した。これは、主により長いペンダント基ヒドロキシ酸を含んだ（Ｄｅ Ｓｍｅｔら，Ｊ．Ｂｉｏｔｅｒｉｏｌ．，１５４：８７０−７８（１９８３））。
【００１６】
ＰＨＡポリマーは、細菌の乾燥細胞重量の９０％までを構成し得、そして細菌細胞内で個々の顆粒として見出され得る。これらのＰＨＡ顆粒は、栄養制限に応答して蓄積し、そして炭素およびエネルギーの貯蔵材料として働く。微生物によって別個の経路が使用されて、これらのポリマーの各群を産生する。これらの経路の１つは、短ペンダント基ポリヒドロキシアルカノエート（ＳＰＧＰＨＡ）を生じ、この経路は、３つの酵素、すなわち、チオラーゼ、レダクターゼ、およびＰＨＢシンターゼ（ときに、ポリメラーゼと呼ばれる）を含む。この経路を用いて、ホモポリマーＰＨＢは、２分子のアセチル補酵素Ａの縮合によって合成されて、アセトアセチル補酵素Ａを生じ、続いて、この中間体の還元によってＲ−３−ヒドロキシブチリル補酵素Ａを生じ、その後重合化する。この経路における最終酵素（すなわちシンターゼ）は、Ｃ３〜Ｃ５モノマー単位（Ｒ−４−ヒドロキシ酸単位およびＲ−５−ヒドロキシ酸単位を含む）に適応し得る基質特異性を有する。この生合成経路は、例えば、細菌Ｚｏｏｇｌｏｅａ ｒａｍｉｇｅｒａおよびＡｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｅｕｔｒｏｐｈｕｓに見出される。
【００１７】
ＰＨＡの第３の群（すなわち、長ペンダント基ポリヒドロキシアルカノエート（ＬＰＧＰＨＡｓ））を産生するために使用される生合成経路は、まだ部分的に未知である。しかし、現在のところ、ＬＰＧＰＨＡを生じるモノマーヒドロキシアシル単位は、脂肪酸のβ酸化および脂肪酸経路によってもたらされると考えられている。次いで、これらの経路から生じるＲ−３−ヒドロキシアシル補酵素基質は、ＰＨＡシンターゼ（ときに、ポリメラーゼと呼ばれる）によって重合化される。このＰＨＡシンターゼは、Ｃ６〜Ｃ１４範囲のより長い単量体単位を好む基質特異性を有する。長ペンダント基ＰＨＡは、例えば、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｄｓによって産生される。
【００１８】
おそらく、短いＲ−３ＨＢ単位とより長いペンダント基モノマーとの両方を含むＰＨＡの第２の群は、上記の経路の両方を利用して、ヒドロキシ酸モノマーを提供する。次いで、後者は、これらの単位を受容し得るＰＨＡシンターゼによって重合化される。
【００１９】
全部で約１００の異なる型のヒドロキシ酸が、これまでのところ、発酵法によってＰＨＡに組み込まれている（Ｗｉｌｌｉａｍｓら，Ｉｎｔ．Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．，２５：１１１−２１（１９９９））。特に、これらは、官能化ペンダント基（例えば、エステル基、二重結合基、アルコキシ基、芳香族基、ハロゲン基およびヒドロキシ基）を含むＰＨＡを含む。
【００２０】
１９８０年代半ばの間、いくつかの研究グループが、ＰＨＡ合成に関与する遺伝子および遺伝子産物を積極的に同定および単離していた。これらの努力は、微生物と植物との両方におけるＰＨＡ産生のためのトランスジェニック系の発展、ならびにＰＨＡ合成のための酵素法の発展をもたらした。このような経路は、利用可能なＰＨＡの型をさらに増加することを可能にした。これらの利点は、ＷｉｌｌｉａｍｓおよびＰｅｏｐｌｅｓ，ＣＨＥＭＴＥＣＨ，２６：３８−４４（１９９６），ＭａｄｉｓｏｎおよびＨｕｉｓｍａｎ，Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．Ｒｅｖ．，６３：２１−５３（１９９９），ならびにＷｉｌｌｉａｍｓおよびＰｅｏｐｌｅｓ，Ｃｈｅｍ．Ｂｒ．３３：２９−３２（１９９７）に概説されている。
【００２１】
ＰＨＡ合成のための生物学的経路の使用に加えて、ＰＨＡポリマーは、化学合成によっても得ることができる。広範に使用されるアプローチの１つとしては、種々の触媒もしくは開始剤（例えば、アルミノキサン（ａｌｕｍｉｎｏｘａｎｅ）、ジスタノキサン（ｄｉｓｔａｎｎｏｘａｎｅ）、またはアルコキシ−亜鉛化合物およびアルコキシ−アルミニウム化合物）を用いた、β−ラクトンモノマーの開環重合が挙げられる（Ａｇｏｓｔｉｎｉら，Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，Ｐａｒｔ Ａ−１，９：２７７５−８７（１９７１）；Ｇｒｏｓｓら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２１：２６５７−６８（１９８８）；Ｄｕｂｏｉｓら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：４４０７−１２（１９９３）；Ｌｅ ＢｏｒｇｎｅおよびＳｐａｓｓｋｙ，Ｐｏｌｙｍｅｒ，３０：２３１２−１９（１９８９）；ＴａｎａｈａｓｈｉおよびＤｏｉ，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２４：５７３２−３３（１９９１）；Ｈｏｒｉら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：４３８８−９０（１９９３）；Ｋｅｍｎｉｔｚｅｒら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：１２２１−２９（１９９３）；Ｈｏｒｉら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：５５３３−３４（１９９３）；ＨｏｃｋｉｎｇおよびＭａｒｃｈｅｓｓａｕｌｔ，Ｐｏｌｙｍ．Ｂｕｌｌ．，３０：１６３−７０（１９９３）；Ｎｏｄａへの米国特許第５，４８９，４７０号および同第５，５０２，１１６号を参照のこと）。第２のアプローチとしては、エステルの縮合重合が挙げられ、これは、Ｈｕｂｂｓらへの米国特許第５，５６３，２３９号およびその参考文献に記載されている。研究者らはまた、ＰＨＡを調製するための化学−酵素法を開発してきた。Ｘｉｅら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，３０：６９９７−９８（１９９７）は、例えば、ＰＨＢを得るための、好熱性リパーゼによるβ−ブチロラクトンの開環重合を開示する。
【００２２】
いくつかの生合成経路がＰＨＡ４４００を産生することが、現在公知である。これらの経路は、図２に示されている。（ＰＨＡ４４００の化学合成は、試みられてきたが、ほとんどの用途に必要な十分に高い分子量のポリマーを生成することは不可能である。Ｈｏｒｉら（１９９５）Ｐｏｌｙｍｅｒ ３６：４７０３−４７０５を参照のこと。）
ポリ−３−ヒドロキシブチレートｃｏ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ３４４４またはＰ３ＨＢ−ｃｏ−４ＨＢ）はまた、生物学的ポリエステルのＰＨＡファミリーに属する。これは、（Ｒ）−３−ヒドロキシブチレートと４−ヒドロキシブチレートとのコポリマーである。ＰＨＡ３４４４の化学構造は、図１Ｂにおいて示される。ＰＨＡ３４４４は、堅い弾性の半結晶性ポリマーである。ＰＨＡ３４４４の結晶化度および多くの機械的特性は、ポリマー中のモノマーの比率（すなわち、３−ヒドロキシブチレート（３ＨＢまたは３４単位）および４−ヒドロキシブチレートモノマー（４ＨＢまたは４４単位）のパーセンテージ）に依存する。４ＨＢまたは４４単位のパーセンテージは、コポリマーを生成するために使用される発酵条件に依存して１％〜９９％まで変動し得る。
【００２３】
ＰＨＡファミリー中の他のコポリマーとしては、ポリ−３−ヒドロキシブチレートｃｏ−３−ヒドロキシバレレート（ＰＨＢＶ）、ポリ−ヒドロキシオクタノエート−ｃｏ−ヘキサノエート（ＰＨＯ）およびポリ−４−ヒドロキシブチレートｃｏ−グリコレート（ＰＨＡ４４２２）が挙げられる。ＰＨＡポリエステルを調製するための適切な方法は、Ｗｉｌｌｉａｍｓ，Ｓ．Ｆ．およびＰｅｏｐｌｅｓ，Ｏ．Ｐ．ＣＨＥＭＴＥＣＨ，２６：３８−４４（１９９６），Ｗｉｌｌｉａｍｓ，Ｓ．Ｆ．およびＰｅｏｐｌｅｓ，Ｏ．Ｐ．，Ｃｈｅｍ．Ｂｒ．，３３：２９−３２（１９９７），Ｈｏｌｍｅｓ，Ｐ．Ａ．およびＬｉｍ，Ｇ．Ｂ．に対する米国特許第４，９１０，１４５号；Ｄ．Ｂｙｒｏｍ（編），Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ＭａｃＭｉｌｌａｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９１，ｐｐ．３３３−３５９における、Ｂｙｒｏｍ，Ｄ．，Ｍｉｓｃｅｌｌａｎｅｏｕｓ Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ；Ｈｏｃｋｉｎｇ，Ｐ．Ｊ．およびＭａｒｃｈｅｓｓａｕｌｔ，Ｒ．Ｈ．Ｂｉｏｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ，Ｇ．Ｊ．Ｌ．Ｇｒｉｆｆｉｎ（編），Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｃｈａｐｍａｎ ａｎｄ Ｈａｌｌ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９４，ｐｐ．４８−９６；Ｄ．Ｃ．Ｂａｓｓｅｔｔ（編），Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ｌｏｎｄｏｎ，第２巻，１９８８，ｐｐ．１−６５における、Ｈｏｌｍｅｓ，Ｐ．Ａ．，Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ（Ｒ）−３−ｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ；Ｌａｆｆｅｒｔｙら，Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙ−ｂ−ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ，Ｈ．Ｊ．ＲｅｈｍおよびＧ．Ｒｅｅｄ（編），Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｅｒｌａｇｓｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，第６６巻，１９８８，ｐｐ．１３５−１７６；ＭｕｅｌｌｅｒおよびＳｅｅｂａｃｈ，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．３２：４７７−５０２（１９９３）；Ｄ．Ｂｙｒｏｍ（編），Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，ＭａｃＭｉｌｌａｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９１，ｐｐ．１２３−２１３における、Ｓｔｅｉｎｂｕｅｃｈｅｌ，Ａ．Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏｉｃ Ａｃｉｄｓ；ならびにＷｉｌｌｉａｍｓおよびＰｅｏｐｌｅｓ，ＣＨＥＭＴＥＣＨ，２６：３８−４４，（１９９６）；ＳｔｅｉｎｂｕｅｃｈｅｌおよびＷｉｅｓｅ，Ａｐｐｌ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，３７：６９１−６９７（１９９２）；米国特許第５，２４５，０２３号；米国特許第５，２５０，４３０号；米国特許第５，４８０，７９４号；米国特許第５，５１２，６６９号；米国特許第５，５３４，４３２号；Ａｇｏｓｔｉｎｉ，Ｄ．Ｅ．ら，Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，Ｐａｒｔ Ａ−１，９：２７７５−２７８７（１９７１）；Ｇｒｏｓｓ，Ｒ．Ａ．ら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２１：２６５７−２６６８（１９８８）；Ｄｕｂｏｉｓ，Ｐ．Ｉ．ら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：４４０７−４４１２（１９９３）；Ｌｅ Ｂｏｒｇｎｅ，Ａ．およびＳｐａｓｓｋｙ，Ｎ．，Ｐｏｌｙｍｅｒ，３０：２３１２−２３１９（１９８９）；Ｔａｎａｈａｓｈｉ，Ｎ．およびＤｏｉ，Ｙ．，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２４：５７３２−５７３３（１９９１）；Ｈｏｒｉ，Ｙ．Ｍ．ら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：４３８８−４３９０（１９９３）；Ｋｅｍｎｉｔｚｅｒ，Ｊ．Ｅ．ら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：１２２１−１２２９（１９９３）；Ｈｏｒｉ，Ｙ．Ｍ．ら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：５５３３−５５３４（１９９３）；Ｈｏｃｋｉｎｇ，Ｐ．Ｊ．およびＭａｒｃｈｅｓｓａｕｌｔ，Ｒ．Ｈ，Ｐｏｌｙｍ．Ｂｕｌｌ．，３０：１６３−１７０（１９９３）；Ｘｉｅ，Ｗ．ら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，３０：６９９７−６９９８（１９９７），Ｈｕｂｂｓ，Ｊ．Ｃ．およびＨａｒｒｉｓｏｎ，Ｍ．Ｎ．に対する米国特許第５，５６３，２３９号、ならびにＢｒａｕｎｅｇｇ，Ｇら，Ｊ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．６５：１２７−１６１（１９９８）に記載されている。
【００２４】
Ｔｅｐｈａ，Ｉｎｃ．（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＭＡ）は、医学的使用の開発のために、ＰＨＡ４４００およびＰＨＡ３４４４を生成し、ＰＨＡ４４００およびＰＨＡ３４４４について、米国食品医薬品庁（ＦＤＡ）に別々のデバイスマスターファイル（Ｄｅｖｉｃｅ Ｍａｓｔｅｒ Ｆｉｌｅｓ）を提出している。ＰＨＡポリマーの分子量を制御するための方法は、Ｓｎｅｌｌらに対する米国特許第５，８１１，２７２号によって開示され、医学的使用のためのＰＨＡポリマーを精製するための方法は、Ｗｉｌｌｉａｍｓらに対する米国特許第６，２４５，５３７号によって開示されている。１年未満のインビボでの分解速度を有するＰＨＡは、Ｗｉｌｌｉａｍｓらに対する米国特許第６，５４８，５６９号およびＭａｒｔｉｎらに対するＰＣＴ ＷＯ ９９／３２５３６によって開示されている。
【００２５】
様々な医学的デバイスを作製するためのＰＨＡの使用が、開示されている。例えば、Ｗｉｌｌｉａｍｓに対する米国特許第６，５１４，５１５号は、組織を設計する骨格（ｔｉｓｓｕｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｃａｆｆｏｌｄ）を開示し、ＷｉｌｌｉａｍｓおよびＭａｒｔｉｎに対する米国特許第６，５５５，１２３号は、軟組織の修復、増大、および粘度の追加（ｖｉｓｃｏｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）を開示し、Ｗｉｌｌｉａｍｓに対するＰＣＴ ＷＯ ０１／１５６７１は、流すことが可能な（ｆｌｕｓｈａｂｌｅ）使い捨てのポリマー性生成物を開示し、ＷｉｌｌｉａｍｓおよびＭａｒｔｉｎに対するＰＣＴ ＷＯ ０１／１９３６１は、ＰＨＡプロドラッグ治療組成物を開示する。ＰＨＡの他の適用は、Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒｓ：Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ，ＩＩＩ（Ｄｏｉ，Ｙ．およびＳｔｅｉｎｂｕｅｃｈｅｌ，Ａ．（編））第４巻，ｐｐ．９１−１２７．Ｗｅｉｎｈｅｉｍ：Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨにおける、Ｗｉｌｌｉａｍｓ，Ｓ．Ｆ．およびＭａｒｔｉｎ，Ｄ．Ｐ．（２００２）Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＰＨＡｓ ｉｎ ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｎｄ ｐｈａｒｍａｃｙによって概説されている。
【００２６】
いくつかの報告は、薬物送達システムを開発するための４−ヒドロキシブチレートと３−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ３４４４）とのコポリマーの使用を記載している。例えば、Ｇｕｅｒｓｅｌら、（２００１）Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ２２：７３〜８０、Ｋｏｒｋｕｓｕｚら、（２００１）Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄ Ｍａｔｅｒ Ｒｅｓ．５５：２１７〜２２８、およびＴｕｅｒｅｓｉｎら（２００１）Ｊ．Ｂｉｏｍａｔｅｒ Ｓｃｉ．Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｄｎ．１２：１９５〜２０７は、骨髄炎の処置のための制御放出系を開発するためのＰＨＡ３４４４の使用を記載している。Ｗｉｌｌｉａｍｓらの米国特許第６，５４８，５６９号は、圧縮成形された多孔性サンプル、繊維、フォーム、コーティングしたメッシュおよびミクロスフェアを含むＰＨＡ４４００（またＰ４ＨＢとしても公知である）の種々の形態を開示する。
【００２７】
ポリヒドロキシアルカノエートポリマーは、生体適合性および生分解性であるべきである。上記ポリマーは、代表的に、発酵により調製される。好ましいポリマーは、ポリ−４−ヒドロキシブチレートおよびそのコポリマーである。好ましいコポリマーは、ポリ−３−ヒドロキシブチレート−ｃｏ−４−ヒドロキシブチレートである。これらのポリマーの例は、トランスジェニック発酵法を用いて、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ、ＭＡのＴｅｐｈａ，Ｉｎｃ．により製造されていて、５０，０００〜１，０００，０００の範囲の重量平均分子量を有する。
【００２８】
（Ｂ．薬物）
特定の薬物放出処方物に使用される薬物は、特定の処置に依存する。実施例は、感染の処置または予防のための抗生物質を記載するが、本明細書中に示されるポリマーの利用は、抗生物質の使用に限定されない。本明細書に記載されるポリマー由来の薬物放出処方物に潜在的に使用され得る他の薬物としては、疾患、傷害または疼痛の処置のための医薬が挙げられる。上記薬物は、タンパク質分子、ペプチド分子、ポリサッカリド分子、核酸分子または合成もしくは天然の有機化合物であり得る。これらとしては、生物活性ペプチドまたはタンパク質（例えば、成長因子、ホルモン、および細胞接着因子）、抗増殖剤、抗生物質、化学療法剤、麻酔薬、低分子薬物、ステロイド、酵素、脂質、抗原、抗体、界面活性剤、ビタミン、矯味矯臭剤、放射性分子、甘味剤、栄養剤ならびに芳香剤が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２９】
薬物の充填百分率もまた、特定の処置および所望の放出動力学に依存する。上記ポリマーは、少なくとも３３％（すなわち、薬物に対するポリマーの比は、２：１）までの薬物充填に適している。本明細書に記載されるＰＨＡポリマーが、薬物と一緒に充填される（２：１）場合、薬物放出処方物は、以前として可撓性であり、良好な力学的特性を保持する。１：１までのより高い充填もまた使用され得、良好な力学的特性を示し得る。
【００３０】
所望の放出動力学もまた、特定の処理に依存する。好ましい実施形態では、デバイスは、直線的または０次薬物放出により特徴付けられる。より好ましい実施形態において、上記デバイスは、薬物をバースト放出しない。薬物は代表的に、少なくとも２１日間、少なくとも一ヶ月間、少なくとも三ヶ月間、または少なくとも六ヶ月間の期間にわたって放出される。一般的に、薬物の直線的な放出が好ましい。薬物放出のための時間の長さは、薬物の選択、薬物充填を変動させることならびに薬物放出デバイスの形態および構成によって制御され得る。実施例は、１８日間の期間にわたって抗生物質薬物のほぼ直線的な放出を示す。放出の期間は、この時間を越えて延長し、デバイス構成によって変動され得ることが予測される。
【００３１】
（ＩＩＩ．製造方法）
薬物送達システムは好ましくは、デバイス全体にわたって薬物を均一に分散する方法（例えば、溶媒鋳造、噴霧乾燥、および融解押出成形）によって製造される。しかし、それらはまた、他の方法（例えば、圧縮成形および凍結乾燥）によって調製され得る。上記送達システムは、実質的に任意の形態（顆粒、シート、フィルムおよび粒子（例えば、ミクロスフェア、ナノスフェア、ミクロ粒子およびマイクロカプセル）ならびに成形形態（例えば、パッチ、錠剤、懸濁液、ペースト、ロッド、円板、ペレットおよび他の成形形態）が挙げられる）をとり得る。好ましいデバイスとしては、ミクロスフェアおよび移植可能な成形デバイスが挙げられる。望ましい放出プロフィールは、送達システムの物理的な形態を変化させることにより（例えば、デバイスの表面領域または多孔性を変化することにより、または薬物に対するポリマーの比を変化させることにより）さらに調整され得る。他の成分もまた、送達、投与、薬物放出および／またはモニタリングを補助または改良するために必要な場合、処方物中に導入され得る。
【００３２】
（ＩＶ．投与方法）
薬物送達システムの投与の方法は、薬物の型およびその既知の製薬特性および上記送達システムの形態に依存する。小型デバイスは、移植され得、ミクロスフェアは、注射され得、パッチは、皮膚に貼られ得、錠剤、懸濁液およびカプセルは、経口的に摂取され得る。投与の好ましい方法は、注射および移植による。
【００３３】
実施例に示されるように、これらのポリマーは、制御可能な速度での薬物放出系の構築に特に有用である。これらはまた、代表的な制御放出サンプル内に有意により多量の薬物を充填するのに適している。
【００３４】
非限定的な実施例は、薬物送達システムを調製するための方法を記載するため、ならびに長期の薬物放出プロフィールおよび達成され得る多い薬物充填を説明するために、本明細書中に示される。
【実施例】
【００３５】
（実施例１：ＰＨＡ４４００ロッド調製）
ＰＨＡ４４００パウダー（Ｔｅｐｈａ，Ｉｎｃ．、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ、ＭＡ）（Ｍｗ 約４５０Ｋ）を秤量し、それをもろくさせるために液体窒素中に配置し、ブレンダー中で５秒間、三回粉砕する。クロロホルムを、ペーストが形成されるまで、生じる顆粒に添加し、次いで、抗生物質薬物を、２：１のポリマー：薬物重量比で添加した。次いで、ペーストを１５０×５×５ｍｍの大きさの鋳型に導入し、室温で乾燥させた。乾燥して成形した処方物を鋳型から回収し、約２×５×５ｍｍの寸法を有するロッドを作製する２ｍｍの厚さの切片を切り出した。
【００３６】
二つの異なる形態のテトラサイクリン抗生物質を含むロッドサンプルを調製した。これらは、高度に水溶性のＨＣｌ形態（ＩＣと名付けられる）および中性形態（ＴＣＮと名付けられる）（ＦＡＫＯ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｃｏ．、Ｉｓｔａｎｂｕｌ）であった。これら二つの形態に対する吸光係数を、３７℃で、ＴＣに対して３６４ｎｍで０．１１７（μｇ／ｍＬ）−１およびＴＣＮに対して３５７．６ｎｍで０．１４５（μｇ／ｍＬ）−１と決定した。薬物に対して１０：１および５：１の比のＰＨＡ４４００を含むロッドをまた、上記のように調製した。
【００３７】
（実施例２：ＰＨＡ４４００ロッドからの薬物の放出）
実施例１に記載されるように調製したロッドを、予め秤量し、３０ｍＬの０．１Ｍ ｐＨ７．４ ＰＢＳ（リン酸緩衝液）を含む５０ｍＬのＦａｌｃｏｎチューブに導入した。上記チューブを振盪する水浴中に配置し、３７℃で維持した。抗生物質の放出を、４時間、２４時間で実施例１に言及される吸光係数を用いてＵＶ分光測光法により決定し、次いで、ＰＢＳを含む放出緩衝液を、毎日完全に置換した。放出研究を、各抗生物質に対して、最少で三連で実施した。
【００３８】
総含有量の画分のみを放出する１１日の期間、放出挙動は、Ｈｉｇｕｃｈｉ放出動力学（ＴＣおよびＴＣＮに対するｋ値は、それぞれ７．７９および２．６２）に従うようであった、図３および４を参照のこと。ＴＣは、より水溶性の低いＴＣＮより高い割合で放出された。ＴＣの１１日間での平均蓄積放出は、ＴＣＮに対して約２５％対９％であり、これは、長期または持続性の放出を示す。
【００３９】
１０：１を充填したポリマーからの放出をまた決定した。ＴＣとともに１０：１充填した放出ＰＨＡ４４００は、最初に、おそらく乾燥工程の間に表面上に残存した薬物結晶の残留物に起因する小規模の短い噴出を伴なって、約１５日間の期間にわたって０次放出を示した。ＴＣＮの放出は、噴出を示さず、最初の１時間後、ほぼ完全な０次放出を示し、１５日間で合計１７％の放出を示した。このことは、薬物放出が、数ヶ月間継続するはずであることを示唆している。
【００４０】
５：１で充填したポリマーからの放出は、１０：１の充填システムと類似していたが、それと比較してわずかに高いレベルの放出およびより短い期間を有していた。
【００４１】
（実施例３：ＰＨＡ３４４４ロッド調製）
ＰＨＡ３４４４（３４％４４）パウダー（Ｔｅｐｈａ，Ｉｎｃ．，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＭＡ）（Ｍｗ約４７７Ｋ）を秤量し、液体窒素中に置いて脆性を与え、そして５秒の期間の間ブレンダー中で３回細かくした。ペーストが形成されるまで、生じた顆粒にクロロホルムを添加し、次いで、ポリマー：薬物が２：１の重量比で抗生物質薬物を添加した。次いで、１５０×５×５ｍｍの大きさの型に、このペーストを導入し、周囲温度で静置して乾燥させた。乾燥した成形処方物を、型から取り出し、そして２ｍｍ厚の切片に切断し、２×５×５ｍｍの適切な寸法を有するロッドを生じた（実施例２のとおり）。
【００４２】
２つの異なる形態のテトラサイクリン抗生物質を含むロッドサンプルを調製した。これらは、非常に水溶性のＨＣｌ形態（ＴＣと命名）、および中性形態（ＴＣＮと命名）であった（上記のとおり）。
【００４３】
（実施例４：ＰＨＡ３４４４−３４％ロッドからの薬物放出）
ＴＣまたはＴＣＮとともに２：１で充填し、実施例３で記載したように調製したロッドを予め秤量し、そして３０ｍＬの０．１Ｍ ｐＨ７．４ＰＢＳ（リン酸緩衝液）を含む５０ｍＬのＦａｌｃｏｎチューブに導入した。このチューブを振盪水浴中に置き、３７℃に維持した。実施例１に記載の吸光係数を使用して、ＵＶ分光光度法によって４時間、２４時間での抗生物質の放出を決定し、次いで、毎日、ＰＢＳを含む放出緩衝液を完全に置換した。この放出研究を各抗生物質について最小の３連で実行した。
【００４４】
放出挙動は、全内容物の画分について、１８日の期間放出の間のみＨｉｇｕｃｈｉ放出速度論（ＴＣおよびＴＣＮについてのｋ値は、それぞれ、１７．４５および５．６２であった）を従うようであった（図５Ａおよび図５Ｂならびに図６Ａおよび図６Ｂを参照のこと）。ＴＣは、より水溶性が小さいＴＣＮよりもより高速で放出した。１７日でのＴＣの平均累積放出は、ＴＣＮについて約６５％対２３％であった。放出の爆発は、ＴＣでもＴＣＮでもいずれにおいても観察されなかった。
【００４５】
同様の結果は、２：１で充填したＰＨＡ３４４４−５０％（５０％の４４モノマーを含むＰＨＡ３４４４）ＰＨＡポリマーを用いて得られたが、短時間の爆発により、２５％の薬物が放出された。全部で６０％のＴＣが、１５日で放出され、６２％が、２３日で放出され、放出 対 時間の平方根プロットは、モノリシックな放出デバイスから予想されるような直線を生じる。ＴＣまたはＴＣＮとともに２：１で充填したＰＨＡ３４４４−２３％（２３％の４４モノマーを含むＰＨＡ３４４４）を用いた結果は、あまり異ならなかった。
【００４６】
（実施例５：放出した抗生物質の生物学的有効性）
本実施例において、ＰＨＡロッドから放出されたテトラサイクリンの抗生物質特性を、Ｅ．ｃｏｌｉ ＤＨ５αに対するインビトロでの生物学的アッセイにて決定した。このインビトロでのバイオアッセイについて、寒天拡散法を使用し、そして一面にＥ．ｃｏｌｉ ＤＨ５αが育ったペトリ皿に抗生物質溶液を適用した後に、空いた区域のサイズを決定した。この手順の全工程を、無菌条件下で実行した。
【００４７】
表１の成分を使用して、ペンアッセイ（ｐｅｎａｓｓａｙ）ブロス培地を調製した。この培地のｐＨは、７．００±０．０５であり、滅菌条件は、１２１℃１５分間であった。固体培地について、寒天（１％ｗ／ｖ）を添加して滅菌した。細菌株Ｅ．ｃｏｌｉ ＤＨ５αを、２００ｍＬのブロス培地に播種し、軌道振盪機中で２００ｒｐｍ、３７℃で一晩振盪した。２００ｍＬの細菌を、固体ペンアッセイブロス培地を含むプレートに播種した。
【００４８】
（表１：ペンアッセイブロス培地成分）
【００４９】
【表１】
翌日に、１日目、７日目および１４日目（最後の２４時間の放出生成物）で回収し、そしてマイクロフィルターで滅菌したＴＣ溶液（２５μＬ）を、滅菌フィルターディスクに適用した。ＴＣ溶液を含む２枚のディスクを、各プレート上に置き、３７℃で２４時間、維持した。空いた区域の半径は、ｍｍで決定した。この結果を、表２に示す。ＰＨＡ３４４４−２３％ポリマーおよびＰＨＡ３４４４−５０％ポリマーで作製したロッドから放出したテトラサイクリンについての空いた区域についての結果は、ＰＨＡ３４４４−３４％ポリマーの結果と同様であった（表２に示さず）。
ネガティブコントロール：ペトリ皿上に薬物を含まない、適用された２５μｌ緩衝液
ポジティブコントロール：ペトリ皿上に１０ｍｇ ＴＣ／ｍＬを含む、適用された２５μｌ緩衝液
試験したポリマーは、ＰＨＡ４４００およびＰＨＡ３４４４−３４％を含む。試験サンプルロッド中のポリマーとテトラサイクリン抗生物質との比は、以下の各ポリマーサンプルに提供される。
【００５０】
（表２．耐性記録試験の結果）
【００５１】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１Ａおよび図１Ｂは、ポリ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ４４００）およびポリ−３−ヒドロキシブチレート−ｃｏ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ３４４４）の化学構造である。
【図２】図２は、ＰＨＡ４４００（Ｐ４ＨＢ）の生成のための生合成経路の説明である。経路の酵素は、１．コハク酸セミアルデヒドデヒドロゲナーゼ；２．４−ヒドロキシブチレートデヒドロゲナーゼ；３．ジオールオキシドレダクターゼ；４．アルデヒドデヒドロゲナーゼ；および５．補酵素Ａトランスフェラーゼ；および６．ＰＨＡシンテターゼである。
【図３】図３Ａおよび図３Ｂは、ＰＨＡ４４００：ＴＣ（２：１）ロッドからのテトラサイクリンの放出（３７℃，ＰＢＳ，３６４．０ｎｍ）（ｎ＝４）のグラフである。図３Ａは、時間に対する平均蓄積（ｃｕｍａｌａｔｉｖｅ）（％）放出である。図３Ｂは、時間の平方根に対する平均蓄積（％）放出である。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、ＰＨＡ４４００：ＴＣＮ（２：１）ロッドからのテトラサイクリン（中性）の放出（３７℃，ＰＢＳ，３５７．６ｎｍ）（ｎ＝４）のグラフである。図４Ａは、時間に対する平均蓄積（％）放出である。図４Ｂは、時間の平方根に対する平均蓄積（％）放出である。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、ＰＨＡ３４４４−３４％：ＴＣ（２：１）ロッドからのテトラサイクリンの放出（３７℃，ＰＢＳ，３６４．０ｎｍ）（ｎ＝４）のグラフである。図５Ａは、時間に対する平均蓄積（％）放出を示す。図５Ｂは、時間の平方根に対する平均蓄積（％）放出を示す。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、ＰＨＡ３４４４−３４％：ＴＣＮ（２：１）ロッドからの中性テトラサイクリン（ＴＣＮ）の放出（３７℃，ＰＢＳ，３６４．０ｎｍ）（ｎ＝４）のグラフである。図６Ａは、時間に対する平均蓄積（％）放出を示す。図６Ｂは、時間の平方根に対する平均蓄積（％）放出を示す。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、Ｖａｓｉｆ Ｎ．ＨａｓｉｒｃｉおよびＤｉｌｅｋ Ｓｅｎｄｉｌ Ｋｅｓｋｉｎによって２００３年７月３０日に出願された、発明の名称が「Ｐｏｌｙ−４−Ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ Ｍａｔｒｉｃｅｓ Ｆｏｒ Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ」である米国特許出願番号６０／４９１，４３０、ならびにＶａｓｉｆ Ｎ．Ｈａｓｉｒｃｉにより２００３年７月８日に出願された、発明の名称が「Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔｅｘｔｉｌｅｓ Ａｎｄ Ｆｉｂｅｒｓ」である米国特許出願番号６０／４８５，３７３に対する、優先権を主張する。
【０００２】
（発明の背景）
本発明は、概して、ポリ−４−ヒドロキシブチレートに由来する薬物送達系に関する。
【背景技術】
【０００３】
薬物送達系を製造するための生分解性ポリマーの使用が、十分に確立されている。例えば、Ｔａｋｅｄａ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓは、毎月一回投与され得て前立腺癌の処置のために長期治療レベルのＬＨＲＨ（黄体化ホルモン放出ホルモン）を提供し得る、ＬＨＲＨ（黄体化ホルモン放出ホルモン）の送達のための、ポリラクチド−ｃｏ−グリコリドベースの処方物を開発した。Ｇｕｉｌｆｏｒｄ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓは、ＧＬＩＡＤＥＬＴＭの商標名で販売される癌化学療法剤カルムスチン（ＢＣＮＵ）の処方物を開発した。この処方物は、分解性ポリ無水物ポリマーに基づく。別の会社であるＡｔｒｉｘ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓは、歯周治療のための抗生物質ドキシサイクリンの送達のための、分解性ポリラクチド（ＰＬＡ）ベースの系（ＡＴＲＩＤＯＸＴＭと呼ばれる）を開発した。これらの積極的な開発にも拘らず、新規で改善された薬物送達系を開発する必要性が、依然として存在する。例えば、ＰＬＡに基づくデバイスは、局所的炎症を引き起こすことが報告されている（例えば、ＢｅｒｄｅおよびＬａｎｇｅｒに対する米国特許第６，２１４，３８７号を参照のこと）。Ｂｅｒｄｅら（学術論文の要旨、１９９０、Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ，Ａｍｅｒ．Ｓｏｃ．Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｉｓｔｓ，７３：Ａ７７６、１９９０年９月）もまた、特定の分解性ポリ無水物薬物送達系の欠点を報告した。この薬物送達系は、薬物の迅速な初期放出、およびそのデバイスに対する炎症応答または漿液物質もしくはフィブリンのカプセル形成を含む。特定の適用（例えば、慢性疼痛もしくは持続性疼痛の処置、長期避妊または抗生物質の投与、増殖因子の投与、もしくは化学療法剤の投与、またはステント移植後の再狭窄の予防）のために、薬物を長期間にわたって投与し得る系を開発することが、有利である。大量の薬物が充填され得て長期放出を提供し得、かつ／またはより小さいデバイスの使用を可能にし得る系を開発すること、ならびに薬物の活性を減少する（例えば、活性ペプチドもしくは活性タンパク質がフォールディングされないことから生じる）ことなく、種々の型の薬物（例えば、疎水性、親水性、ペプチド、タンパク質、ＤＮＡ、およびＲＮＡ）を送達し得る系を開発することもまた、望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、薬物を長期間にわたって投与する、改善された生分解性制御放出系を提供することが、本発明の目的である。
【０００５】
大量の薬物を充填し得る、改善された生分解性制御放出系を提供することが、本発明のさらなる目的である。
【０００６】
その制御放出系を調製してそれからの薬物放出速度を調節するための方法を提供することが、本発明のなおさらなる目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（発明の要旨）
薬物の長期制御放出を提供する生分解性制御放出系、およびその製造方法が、開示される。この系は、生体適合性の生分解性ポリマー（特に、ポリ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ４４０）またはそのコポリマー）から形成される。４−ヒドロキシブチレートのコポリマーとしては、ポリ−３−ヒドロキシブチレート−ｃｏ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ３４４４）、およびポリ−４−ヒドロキシブチレート−ｃｏ−グリコレート（ＰＨＡ４４２２）が挙げられるが、これらに限定されない。薬物は、一般的には、均一な分散を生じる方法を使用して、上記ポリマー中に組み込まれる。薬物の型および量は、これらの化合物の公知の薬学的特性に基づいて選択される。この系は、例えば、移植、注射、局所投与、または経口摂取によって、投与され得る。これらはまた、医療デバイス（例えば、ステント）と組合せて使用され得る。この薬物送達系の主要な利点は、使用後にこの系を除去する必要がないことである。なぜなら、この系は、ゆっくり分解され、そして患者の身体によって除去されるからである。このデバイスは、望ましい物理的特性（強度、係数（ｍｏｄｕｌｕｓ）、および伸びが挙げられる）を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（発明の詳細な説明）
薬物の制御された長期間の放出のための生分解性薬物送達系が、提供される。これらの系は、長期間にわたって制御された量の薬物を投与し、かつ／または高薬物充填を必要とする系を使用することが必要である場合に、使用され得る。
【０００９】
（Ｉ．定義）
ポリ−４−ヒドロキシブチレートとは、４−ヒドロキシブチレート単位を含むホモポリマーを意味する。これは、ＰＨＡ４４００またはＰ４ＨＢと称され得る。ポリ−４−ヒドロキシブチレートのコポリマーとは、１以上の異なるヒドロキシ酸単位を有する４−ヒドロキシブチレートを含む任意のポリマーを意味する（例えば、ポリ−３−ヒドロキシブチレート−ｃｏ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨ３４４４））。
【００１０】
生体適合性とは、毒性でなく、かつインビボで重篤な炎症性応答または重篤な慢性応答を引き起こさない材料を指す。これらの材料の任意の代謝産物もまた、生体適合性であるべきである。
【００１１】
生分解性とは、ポリマーが、好ましくは２年以内に、より好ましくは１年以内に、インビボで分解しなければならないか、または溶解してなくならなければばらないことを意味する。生分解性とは、動物またはヒトの内部でのプロセスを指す。そのポリマーは、表面侵食、バルク侵食（ｂｕｌｋ ｅｒｏｓｉｏｎ）、加水分解、またはこれらの機構の組み合わせによって分解し得る。
【００１２】
用語「ミクロスフェア」はまた、ナノスフェア、微粒子、およびマイクロカプセルを包含する。
【００１３】
（ＩＩ．薬物送達デバイス）
（Ａ．ポリマー）
ポリ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ４４００）は、発酵プロセスによって生成される、強固で成形しやすい熱可塑性物質である（Ｗｉｌｌｉａｍｓらへの米国特許第６，５４８，５６９号を参照のこと）。その生合成経路に関わらず、このポリエステルの構造は、比較的単純である（図１Ａ）。このポリマーは、多くの微生物によって産生される、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）と呼ばれるより大きな分類の材料に属する（概説として以下を参照のこと：Ｓｔｅｉｎｂｕｅｃｈｅｌ，Ａ．（１９９１）Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏｉｃ ａｃｉｄｓ，ｉｎ Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，（Ｂｙｒｏｍ，Ｄ．編），ｐｐ．１２３−２１３．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｓｔｏｃｋｔｏｎ Ｐｒｅｓｓ；Ｓｔｅｉｎｂｕｅｃｈｅｌ，Ａ．およびＶａｌｅｎｔｉｎ，Ｈ．Ｅ．（１９９５）ＦＥＭＳ Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ．Ｌｅｔｔ．１２８：２１９−２２８；ならびに、Ｄｏｉ，Ｙ．（１９９０）Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：ＶＣＨ）。
【００１４】
ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）は、環境ストレスに応答して、多くの生物体によって合成される、天然に存在するポリエステルの一分類である。概説として、以下を参照のこと：Ｂｙｒｏｍ（編），Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ＭａｃＭｉｌｌａｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９１，ｐｐ．３３３−５９における、Ｂｙｒｏｍ，３Ｍｉｓｃｅｌｌａｎｅｏｕｓ Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ２；Ｇｒｉｆｆｉｎ（編），Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｃｈａｐｍａｎ ａｎｄ Ｈａｌｌ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９４，ｐｐ．４８−９６における、ＨｏｃｋｉｎｇおよびＭａｒｃｈｅｓｓａｕｌｔ，３Ｂｉｏｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ２；Ｂａｓｓｅｔｔ（編），Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ｌｏｎｄｏｎ，第２巻，１９８８，ｐｐ．１−６５における、Ｈｏｌｍｅｓ，３Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ（Ｒ）−３−ｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ２；ＲｅｈｍおよびＲｅｅｄ（編），Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｅｒｌａｇｓｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，第６６巻，１９８８，ｐｐ．１３５−７６における、Ｌａｆｆｅｒｔｙら，３Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙ−β−ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ２；ＭｕｅｌｌｅｒおよびＳｅｅｂａｃｈ，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．３２：４７７−５０２（１９９３）；Ｂｙｒｏｍ（編），Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，ＭａｃＭｉｌｌａｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９１，ｐｐ．１２３−２１３における、Ｓｔｅｉｎｂｕｃｈｅｌ，３Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏｉｃ Ａｃｉｄｓ２；ＷｉｌｌｉａｍｓおよびＰｅｏｐｌｅｓ，ＣＨＥＭＴＥＣＨ，２６：３８−４４，（１９９６）、ならびにＭａｄｉｓｏｎおよびＨｕｓｉｍａｎ，Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．＆ Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．Ｒｅｖ．６３：２１−５３（１９９９）による最近の概説。
【００１５】
ＰＨＡバイオポリマーは、そのペンダント基の長さおよびそれらの各々の生合成経路に従って、大まかに３つの群に分けられ得る。短いペンダント基を有するもの（例えば、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、Ｒ−３−ヒドロキシ酪酸（Ｒ−３ＨＢ）単位のホモポリマー）は、高度に結晶性の熱可塑性材料であり、最も長いことが公知である（ＬｅｍｏｉｇｎｅおよびＲｏｕｋｈｅｌｍａｎ，Ａｎｎａｌｅｓ ｄｅｓ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｓ，５：５２７−３６（１９２５））。ＰＨＡの第２の群は、より長いペンダント基ヒドロキシ酸単位を有する無作為に重合化した短いＲ−３ＨＢ単位を含み、７０年代初めに最初に報告された（ＷａｌｌｅｎおよびＲｏｈｗｅｄｄｅｒ，Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，８：５７６−７９（１９７４））。これらのより長いペンダント基ヒドロキシ酸単位を有するＲ−３ＨＢのコポリマーを特異的に産生する多くの微生物もまた、公知であり、そしてこの第２の群に属する（ＳｔｅｉｎｂｕｅｃｈｅｌおよびＷｉｅｓｅ，Ａｐｐｌ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．，３７：６９１−９７（１９９２））。８０年代初めには、オランダの研究グループが、ＰＨＡの第３の群を同定した。これは、主により長いペンダント基ヒドロキシ酸を含んだ（Ｄｅ Ｓｍｅｔら，Ｊ．Ｂｉｏｔｅｒｉｏｌ．，１５４：８７０−７８（１９８３））。
【００１６】
ＰＨＡポリマーは、細菌の乾燥細胞重量の９０％までを構成し得、そして細菌細胞内で個々の顆粒として見出され得る。これらのＰＨＡ顆粒は、栄養制限に応答して蓄積し、そして炭素およびエネルギーの貯蔵材料として働く。微生物によって別個の経路が使用されて、これらのポリマーの各群を産生する。これらの経路の１つは、短ペンダント基ポリヒドロキシアルカノエート（ＳＰＧＰＨＡ）を生じ、この経路は、３つの酵素、すなわち、チオラーゼ、レダクターゼ、およびＰＨＢシンターゼ（ときに、ポリメラーゼと呼ばれる）を含む。この経路を用いて、ホモポリマーＰＨＢは、２分子のアセチル補酵素Ａの縮合によって合成されて、アセトアセチル補酵素Ａを生じ、続いて、この中間体の還元によってＲ−３−ヒドロキシブチリル補酵素Ａを生じ、その後重合化する。この経路における最終酵素（すなわちシンターゼ）は、Ｃ３〜Ｃ５モノマー単位（Ｒ−４−ヒドロキシ酸単位およびＲ−５−ヒドロキシ酸単位を含む）に適応し得る基質特異性を有する。この生合成経路は、例えば、細菌Ｚｏｏｇｌｏｅａ ｒａｍｉｇｅｒａおよびＡｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｅｕｔｒｏｐｈｕｓに見出される。
【００１７】
ＰＨＡの第３の群（すなわち、長ペンダント基ポリヒドロキシアルカノエート（ＬＰＧＰＨＡｓ））を産生するために使用される生合成経路は、まだ部分的に未知である。しかし、現在のところ、ＬＰＧＰＨＡを生じるモノマーヒドロキシアシル単位は、脂肪酸のβ酸化および脂肪酸経路によってもたらされると考えられている。次いで、これらの経路から生じるＲ−３−ヒドロキシアシル補酵素基質は、ＰＨＡシンターゼ（ときに、ポリメラーゼと呼ばれる）によって重合化される。このＰＨＡシンターゼは、Ｃ６〜Ｃ１４範囲のより長い単量体単位を好む基質特異性を有する。長ペンダント基ＰＨＡは、例えば、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｄｓによって産生される。
【００１８】
おそらく、短いＲ−３ＨＢ単位とより長いペンダント基モノマーとの両方を含むＰＨＡの第２の群は、上記の経路の両方を利用して、ヒドロキシ酸モノマーを提供する。次いで、後者は、これらの単位を受容し得るＰＨＡシンターゼによって重合化される。
【００１９】
全部で約１００の異なる型のヒドロキシ酸が、これまでのところ、発酵法によってＰＨＡに組み込まれている（Ｗｉｌｌｉａｍｓら，Ｉｎｔ．Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．，２５：１１１−２１（１９９９））。特に、これらは、官能化ペンダント基（例えば、エステル基、二重結合基、アルコキシ基、芳香族基、ハロゲン基およびヒドロキシ基）を含むＰＨＡを含む。
【００２０】
１９８０年代半ばの間、いくつかの研究グループが、ＰＨＡ合成に関与する遺伝子および遺伝子産物を積極的に同定および単離していた。これらの努力は、微生物と植物との両方におけるＰＨＡ産生のためのトランスジェニック系の発展、ならびにＰＨＡ合成のための酵素法の発展をもたらした。このような経路は、利用可能なＰＨＡの型をさらに増加することを可能にした。これらの利点は、ＷｉｌｌｉａｍｓおよびＰｅｏｐｌｅｓ，ＣＨＥＭＴＥＣＨ，２６：３８−４４（１９９６），ＭａｄｉｓｏｎおよびＨｕｉｓｍａｎ，Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．Ｒｅｖ．，６３：２１−５３（１９９９），ならびにＷｉｌｌｉａｍｓおよびＰｅｏｐｌｅｓ，Ｃｈｅｍ．Ｂｒ．３３：２９−３２（１９９７）に概説されている。
【００２１】
ＰＨＡ合成のための生物学的経路の使用に加えて、ＰＨＡポリマーは、化学合成によっても得ることができる。広範に使用されるアプローチの１つとしては、種々の触媒もしくは開始剤（例えば、アルミノキサン（ａｌｕｍｉｎｏｘａｎｅ）、ジスタノキサン（ｄｉｓｔａｎｎｏｘａｎｅ）、またはアルコキシ−亜鉛化合物およびアルコキシ−アルミニウム化合物）を用いた、β−ラクトンモノマーの開環重合が挙げられる（Ａｇｏｓｔｉｎｉら，Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，Ｐａｒｔ Ａ−１，９：２７７５−８７（１９７１）；Ｇｒｏｓｓら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２１：２６５７−６８（１９８８）；Ｄｕｂｏｉｓら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：４４０７−１２（１９９３）；Ｌｅ ＢｏｒｇｎｅおよびＳｐａｓｓｋｙ，Ｐｏｌｙｍｅｒ，３０：２３１２−１９（１９８９）；ＴａｎａｈａｓｈｉおよびＤｏｉ，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２４：５７３２−３３（１９９１）；Ｈｏｒｉら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：４３８８−９０（１９９３）；Ｋｅｍｎｉｔｚｅｒら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：１２２１−２９（１９９３）；Ｈｏｒｉら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：５５３３−３４（１９９３）；ＨｏｃｋｉｎｇおよびＭａｒｃｈｅｓｓａｕｌｔ，Ｐｏｌｙｍ．Ｂｕｌｌ．，３０：１６３−７０（１９９３）；Ｎｏｄａへの米国特許第５，４８９，４７０号および同第５，５０２，１１６号を参照のこと）。第２のアプローチとしては、エステルの縮合重合が挙げられ、これは、Ｈｕｂｂｓらへの米国特許第５，５６３，２３９号およびその参考文献に記載されている。研究者らはまた、ＰＨＡを調製するための化学−酵素法を開発してきた。Ｘｉｅら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，３０：６９９７−９８（１９９７）は、例えば、ＰＨＢを得るための、好熱性リパーゼによるβ−ブチロラクトンの開環重合を開示する。
【００２２】
いくつかの生合成経路がＰＨＡ４４００を産生することが、現在公知である。これらの経路は、図２に示されている。（ＰＨＡ４４００の化学合成は、試みられてきたが、ほとんどの用途に必要な十分に高い分子量のポリマーを生成することは不可能である。Ｈｏｒｉら（１９９５）Ｐｏｌｙｍｅｒ ３６：４７０３−４７０５を参照のこと。）
ポリ−３−ヒドロキシブチレートｃｏ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ３４４４またはＰ３ＨＢ−ｃｏ−４ＨＢ）はまた、生物学的ポリエステルのＰＨＡファミリーに属する。これは、（Ｒ）−３−ヒドロキシブチレートと４−ヒドロキシブチレートとのコポリマーである。ＰＨＡ３４４４の化学構造は、図１Ｂにおいて示される。ＰＨＡ３４４４は、堅い弾性の半結晶性ポリマーである。ＰＨＡ３４４４の結晶化度および多くの機械的特性は、ポリマー中のモノマーの比率（すなわち、３−ヒドロキシブチレート（３ＨＢまたは３４単位）および４−ヒドロキシブチレートモノマー（４ＨＢまたは４４単位）のパーセンテージ）に依存する。４ＨＢまたは４４単位のパーセンテージは、コポリマーを生成するために使用される発酵条件に依存して１％〜９９％まで変動し得る。
【００２３】
ＰＨＡファミリー中の他のコポリマーとしては、ポリ−３−ヒドロキシブチレートｃｏ−３−ヒドロキシバレレート（ＰＨＢＶ）、ポリ−ヒドロキシオクタノエート−ｃｏ−ヘキサノエート（ＰＨＯ）およびポリ−４−ヒドロキシブチレートｃｏ−グリコレート（ＰＨＡ４４２２）が挙げられる。ＰＨＡポリエステルを調製するための適切な方法は、Ｗｉｌｌｉａｍｓ，Ｓ．Ｆ．およびＰｅｏｐｌｅｓ，Ｏ．Ｐ．ＣＨＥＭＴＥＣＨ，２６：３８−４４（１９９６），Ｗｉｌｌｉａｍｓ，Ｓ．Ｆ．およびＰｅｏｐｌｅｓ，Ｏ．Ｐ．，Ｃｈｅｍ．Ｂｒ．，３３：２９−３２（１９９７），Ｈｏｌｍｅｓ，Ｐ．Ａ．およびＬｉｍ，Ｇ．Ｂ．に対する米国特許第４，９１０，１４５号；Ｄ．Ｂｙｒｏｍ（編），Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ＭａｃＭｉｌｌａｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９１，ｐｐ．３３３−３５９における、Ｂｙｒｏｍ，Ｄ．，Ｍｉｓｃｅｌｌａｎｅｏｕｓ Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ；Ｈｏｃｋｉｎｇ，Ｐ．Ｊ．およびＭａｒｃｈｅｓｓａｕｌｔ，Ｒ．Ｈ．Ｂｉｏｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ，Ｇ．Ｊ．Ｌ．Ｇｒｉｆｆｉｎ（編），Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｃｈａｐｍａｎ ａｎｄ Ｈａｌｌ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９４，ｐｐ．４８−９６；Ｄ．Ｃ．Ｂａｓｓｅｔｔ（編），Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ｌｏｎｄｏｎ，第２巻，１９８８，ｐｐ．１−６５における、Ｈｏｌｍｅｓ，Ｐ．Ａ．，Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ（Ｒ）−３−ｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ；Ｌａｆｆｅｒｔｙら，Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙ−ｂ−ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ，Ｈ．Ｊ．ＲｅｈｍおよびＧ．Ｒｅｅｄ（編），Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｅｒｌａｇｓｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，第６６巻，１９８８，ｐｐ．１３５−１７６；ＭｕｅｌｌｅｒおよびＳｅｅｂａｃｈ，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．３２：４７７−５０２（１９９３）；Ｄ．Ｂｙｒｏｍ（編），Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，ＭａｃＭｉｌｌａｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９１，ｐｐ．１２３−２１３における、Ｓｔｅｉｎｂｕｅｃｈｅｌ，Ａ．Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏｉｃ Ａｃｉｄｓ；ならびにＷｉｌｌｉａｍｓおよびＰｅｏｐｌｅｓ，ＣＨＥＭＴＥＣＨ，２６：３８−４４，（１９９６）；ＳｔｅｉｎｂｕｅｃｈｅｌおよびＷｉｅｓｅ，Ａｐｐｌ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，３７：６９１−６９７（１９９２）；米国特許第５，２４５，０２３号；米国特許第５，２５０，４３０号；米国特許第５，４８０，７９４号；米国特許第５，５１２，６６９号；米国特許第５，５３４，４３２号；Ａｇｏｓｔｉｎｉ，Ｄ．Ｅ．ら，Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，Ｐａｒｔ Ａ−１，９：２７７５−２７８７（１９７１）；Ｇｒｏｓｓ，Ｒ．Ａ．ら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２１：２６５７−２６６８（１９８８）；Ｄｕｂｏｉｓ，Ｐ．Ｉ．ら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：４４０７−４４１２（１９９３）；Ｌｅ Ｂｏｒｇｎｅ，Ａ．およびＳｐａｓｓｋｙ，Ｎ．，Ｐｏｌｙｍｅｒ，３０：２３１２−２３１９（１９８９）；Ｔａｎａｈａｓｈｉ，Ｎ．およびＤｏｉ，Ｙ．，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２４：５７３２−５７３３（１９９１）；Ｈｏｒｉ，Ｙ．Ｍ．ら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：４３８８−４３９０（１９９３）；Ｋｅｍｎｉｔｚｅｒ，Ｊ．Ｅ．ら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：１２２１−１２２９（１９９３）；Ｈｏｒｉ，Ｙ．Ｍ．ら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２６：５５３３−５５３４（１９９３）；Ｈｏｃｋｉｎｇ，Ｐ．Ｊ．およびＭａｒｃｈｅｓｓａｕｌｔ，Ｒ．Ｈ，Ｐｏｌｙｍ．Ｂｕｌｌ．，３０：１６３−１７０（１９９３）；Ｘｉｅ，Ｗ．ら，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，３０：６９９７−６９９８（１９９７），Ｈｕｂｂｓ，Ｊ．Ｃ．およびＨａｒｒｉｓｏｎ，Ｍ．Ｎ．に対する米国特許第５，５６３，２３９号、ならびにＢｒａｕｎｅｇｇ，Ｇら，Ｊ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．６５：１２７−１６１（１９９８）に記載されている。
【００２４】
Ｔｅｐｈａ，Ｉｎｃ．（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＭＡ）は、医学的使用の開発のために、ＰＨＡ４４００およびＰＨＡ３４４４を生成し、ＰＨＡ４４００およびＰＨＡ３４４４について、米国食品医薬品庁（ＦＤＡ）に別々のデバイスマスターファイル（Ｄｅｖｉｃｅ Ｍａｓｔｅｒ Ｆｉｌｅｓ）を提出している。ＰＨＡポリマーの分子量を制御するための方法は、Ｓｎｅｌｌらに対する米国特許第５，８１１，２７２号によって開示され、医学的使用のためのＰＨＡポリマーを精製するための方法は、Ｗｉｌｌｉａｍｓらに対する米国特許第６，２４５，５３７号によって開示されている。１年未満のインビボでの分解速度を有するＰＨＡは、Ｗｉｌｌｉａｍｓらに対する米国特許第６，５４８，５６９号およびＭａｒｔｉｎらに対するＰＣＴ ＷＯ ９９／３２５３６によって開示されている。
【００２５】
様々な医学的デバイスを作製するためのＰＨＡの使用が、開示されている。例えば、Ｗｉｌｌｉａｍｓに対する米国特許第６，５１４，５１５号は、組織を設計する骨格（ｔｉｓｓｕｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｃａｆｆｏｌｄ）を開示し、ＷｉｌｌｉａｍｓおよびＭａｒｔｉｎに対する米国特許第６，５５５，１２３号は、軟組織の修復、増大、および粘度の追加（ｖｉｓｃｏｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）を開示し、Ｗｉｌｌｉａｍｓに対するＰＣＴ ＷＯ ０１／１５６７１は、流すことが可能な（ｆｌｕｓｈａｂｌｅ）使い捨てのポリマー性生成物を開示し、ＷｉｌｌｉａｍｓおよびＭａｒｔｉｎに対するＰＣＴ ＷＯ ０１／１９３６１は、ＰＨＡプロドラッグ治療組成物を開示する。ＰＨＡの他の適用は、Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒｓ：Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ，ＩＩＩ（Ｄｏｉ，Ｙ．およびＳｔｅｉｎｂｕｅｃｈｅｌ，Ａ．（編））第４巻，ｐｐ．９１−１２７．Ｗｅｉｎｈｅｉｍ：Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨにおける、Ｗｉｌｌｉａｍｓ，Ｓ．Ｆ．およびＭａｒｔｉｎ，Ｄ．Ｐ．（２００２）Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＰＨＡｓ ｉｎ ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｎｄ ｐｈａｒｍａｃｙによって概説されている。
【００２６】
いくつかの報告は、薬物送達システムを開発するための４−ヒドロキシブチレートと３−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ３４４４）とのコポリマーの使用を記載している。例えば、Ｇｕｅｒｓｅｌら、（２００１）Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ２２：７３〜８０、Ｋｏｒｋｕｓｕｚら、（２００１）Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄ Ｍａｔｅｒ Ｒｅｓ．５５：２１７〜２２８、およびＴｕｅｒｅｓｉｎら（２００１）Ｊ．Ｂｉｏｍａｔｅｒ Ｓｃｉ．Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｄｎ．１２：１９５〜２０７は、骨髄炎の処置のための制御放出系を開発するためのＰＨＡ３４４４の使用を記載している。Ｗｉｌｌｉａｍｓらの米国特許第６，５４８，５６９号は、圧縮成形された多孔性サンプル、繊維、フォーム、コーティングしたメッシュおよびミクロスフェアを含むＰＨＡ４４００（またＰ４ＨＢとしても公知である）の種々の形態を開示する。
【００２７】
ポリヒドロキシアルカノエートポリマーは、生体適合性および生分解性であるべきである。上記ポリマーは、代表的に、発酵により調製される。好ましいポリマーは、ポリ−４−ヒドロキシブチレートおよびそのコポリマーである。好ましいコポリマーは、ポリ−３−ヒドロキシブチレート−ｃｏ−４−ヒドロキシブチレートである。これらのポリマーの例は、トランスジェニック発酵法を用いて、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ、ＭＡのＴｅｐｈａ，Ｉｎｃ．により製造されていて、５０，０００〜１，０００，０００の範囲の重量平均分子量を有する。
【００２８】
（Ｂ．薬物）
特定の薬物放出処方物に使用される薬物は、特定の処置に依存する。実施例は、感染の処置または予防のための抗生物質を記載するが、本明細書中に示されるポリマーの利用は、抗生物質の使用に限定されない。本明細書に記載されるポリマー由来の薬物放出処方物に潜在的に使用され得る他の薬物としては、疾患、傷害または疼痛の処置のための医薬が挙げられる。上記薬物は、タンパク質分子、ペプチド分子、ポリサッカリド分子、核酸分子または合成もしくは天然の有機化合物であり得る。これらとしては、生物活性ペプチドまたはタンパク質（例えば、成長因子、ホルモン、および細胞接着因子）、抗増殖剤、抗生物質、化学療法剤、麻酔薬、低分子薬物、ステロイド、酵素、脂質、抗原、抗体、界面活性剤、ビタミン、矯味矯臭剤、放射性分子、甘味剤、栄養剤ならびに芳香剤が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２９】
薬物の充填百分率もまた、特定の処置および所望の放出動力学に依存する。上記ポリマーは、少なくとも３３％（すなわち、薬物に対するポリマーの比は、２：１）までの薬物充填に適している。本明細書に記載されるＰＨＡポリマーが、薬物と一緒に充填される（２：１）場合、薬物放出処方物は、以前として可撓性であり、良好な力学的特性を保持する。１：１までのより高い充填もまた使用され得、良好な力学的特性を示し得る。
【００３０】
所望の放出動力学もまた、特定の処理に依存する。好ましい実施形態では、デバイスは、直線的または０次薬物放出により特徴付けられる。より好ましい実施形態において、上記デバイスは、薬物をバースト放出しない。薬物は代表的に、少なくとも２１日間、少なくとも一ヶ月間、少なくとも三ヶ月間、または少なくとも六ヶ月間の期間にわたって放出される。一般的に、薬物の直線的な放出が好ましい。薬物放出のための時間の長さは、薬物の選択、薬物充填を変動させることならびに薬物放出デバイスの形態および構成によって制御され得る。実施例は、１８日間の期間にわたって抗生物質薬物のほぼ直線的な放出を示す。放出の期間は、この時間を越えて延長し、デバイス構成によって変動され得ることが予測される。
【００３１】
（ＩＩＩ．製造方法）
薬物送達システムは好ましくは、デバイス全体にわたって薬物を均一に分散する方法（例えば、溶媒鋳造、噴霧乾燥、および融解押出成形）によって製造される。しかし、それらはまた、他の方法（例えば、圧縮成形および凍結乾燥）によって調製され得る。上記送達システムは、実質的に任意の形態（顆粒、シート、フィルムおよび粒子（例えば、ミクロスフェア、ナノスフェア、ミクロ粒子およびマイクロカプセル）ならびに成形形態（例えば、パッチ、錠剤、懸濁液、ペースト、ロッド、円板、ペレットおよび他の成形形態）が挙げられる）をとり得る。好ましいデバイスとしては、ミクロスフェアおよび移植可能な成形デバイスが挙げられる。望ましい放出プロフィールは、送達システムの物理的な形態を変化させることにより（例えば、デバイスの表面領域または多孔性を変化することにより、または薬物に対するポリマーの比を変化させることにより）さらに調整され得る。他の成分もまた、送達、投与、薬物放出および／またはモニタリングを補助または改良するために必要な場合、処方物中に導入され得る。
【００３２】
（ＩＶ．投与方法）
薬物送達システムの投与の方法は、薬物の型およびその既知の製薬特性および上記送達システムの形態に依存する。小型デバイスは、移植され得、ミクロスフェアは、注射され得、パッチは、皮膚に貼られ得、錠剤、懸濁液およびカプセルは、経口的に摂取され得る。投与の好ましい方法は、注射および移植による。
【００３３】
実施例に示されるように、これらのポリマーは、制御可能な速度での薬物放出系の構築に特に有用である。これらはまた、代表的な制御放出サンプル内に有意により多量の薬物を充填するのに適している。
【００３４】
非限定的な実施例は、薬物送達システムを調製するための方法を記載するため、ならびに長期の薬物放出プロフィールおよび達成され得る多い薬物充填を説明するために、本明細書中に示される。
【実施例】
【００３５】
（実施例１：ＰＨＡ４４００ロッド調製）
ＰＨＡ４４００パウダー（Ｔｅｐｈａ，Ｉｎｃ．、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ、ＭＡ）（Ｍｗ 約４５０Ｋ）を秤量し、それをもろくさせるために液体窒素中に配置し、ブレンダー中で５秒間、三回粉砕する。クロロホルムを、ペーストが形成されるまで、生じる顆粒に添加し、次いで、抗生物質薬物を、２：１のポリマー：薬物重量比で添加した。次いで、ペーストを１５０×５×５ｍｍの大きさの鋳型に導入し、室温で乾燥させた。乾燥して成形した処方物を鋳型から回収し、約２×５×５ｍｍの寸法を有するロッドを作製する２ｍｍの厚さの切片を切り出した。
【００３６】
二つの異なる形態のテトラサイクリン抗生物質を含むロッドサンプルを調製した。これらは、高度に水溶性のＨＣｌ形態（ＩＣと名付けられる）および中性形態（ＴＣＮと名付けられる）（ＦＡＫＯ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｃｏ．、Ｉｓｔａｎｂｕｌ）であった。これら二つの形態に対する吸光係数を、３７℃で、ＴＣに対して３６４ｎｍで０．１１７（μｇ／ｍＬ）−１およびＴＣＮに対して３５７．６ｎｍで０．１４５（μｇ／ｍＬ）−１と決定した。薬物に対して１０：１および５：１の比のＰＨＡ４４００を含むロッドをまた、上記のように調製した。
【００３７】
（実施例２：ＰＨＡ４４００ロッドからの薬物の放出）
実施例１に記載されるように調製したロッドを、予め秤量し、３０ｍＬの０．１Ｍ ｐＨ７．４ ＰＢＳ（リン酸緩衝液）を含む５０ｍＬのＦａｌｃｏｎチューブに導入した。上記チューブを振盪する水浴中に配置し、３７℃で維持した。抗生物質の放出を、４時間、２４時間で実施例１に言及される吸光係数を用いてＵＶ分光測光法により決定し、次いで、ＰＢＳを含む放出緩衝液を、毎日完全に置換した。放出研究を、各抗生物質に対して、最少で三連で実施した。
【００３８】
総含有量の画分のみを放出する１１日の期間、放出挙動は、Ｈｉｇｕｃｈｉ放出動力学（ＴＣおよびＴＣＮに対するｋ値は、それぞれ７．７９および２．６２）に従うようであった、図３および４を参照のこと。ＴＣは、より水溶性の低いＴＣＮより高い割合で放出された。ＴＣの１１日間での平均蓄積放出は、ＴＣＮに対して約２５％対９％であり、これは、長期または持続性の放出を示す。
【００３９】
１０：１を充填したポリマーからの放出をまた決定した。ＴＣとともに１０：１充填した放出ＰＨＡ４４００は、最初に、おそらく乾燥工程の間に表面上に残存した薬物結晶の残留物に起因する小規模の短い噴出を伴なって、約１５日間の期間にわたって０次放出を示した。ＴＣＮの放出は、噴出を示さず、最初の１時間後、ほぼ完全な０次放出を示し、１５日間で合計１７％の放出を示した。このことは、薬物放出が、数ヶ月間継続するはずであることを示唆している。
【００４０】
５：１で充填したポリマーからの放出は、１０：１の充填システムと類似していたが、それと比較してわずかに高いレベルの放出およびより短い期間を有していた。
【００４１】
（実施例３：ＰＨＡ３４４４ロッド調製）
ＰＨＡ３４４４（３４％４４）パウダー（Ｔｅｐｈａ，Ｉｎｃ．，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＭＡ）（Ｍｗ約４７７Ｋ）を秤量し、液体窒素中に置いて脆性を与え、そして５秒の期間の間ブレンダー中で３回細かくした。ペーストが形成されるまで、生じた顆粒にクロロホルムを添加し、次いで、ポリマー：薬物が２：１の重量比で抗生物質薬物を添加した。次いで、１５０×５×５ｍｍの大きさの型に、このペーストを導入し、周囲温度で静置して乾燥させた。乾燥した成形処方物を、型から取り出し、そして２ｍｍ厚の切片に切断し、２×５×５ｍｍの適切な寸法を有するロッドを生じた（実施例２のとおり）。
【００４２】
２つの異なる形態のテトラサイクリン抗生物質を含むロッドサンプルを調製した。これらは、非常に水溶性のＨＣｌ形態（ＴＣと命名）、および中性形態（ＴＣＮと命名）であった（上記のとおり）。
【００４３】
（実施例４：ＰＨＡ３４４４−３４％ロッドからの薬物放出）
ＴＣまたはＴＣＮとともに２：１で充填し、実施例３で記載したように調製したロッドを予め秤量し、そして３０ｍＬの０．１Ｍ ｐＨ７．４ＰＢＳ（リン酸緩衝液）を含む５０ｍＬのＦａｌｃｏｎチューブに導入した。このチューブを振盪水浴中に置き、３７℃に維持した。実施例１に記載の吸光係数を使用して、ＵＶ分光光度法によって４時間、２４時間での抗生物質の放出を決定し、次いで、毎日、ＰＢＳを含む放出緩衝液を完全に置換した。この放出研究を各抗生物質について最小の３連で実行した。
【００４４】
放出挙動は、全内容物の画分について、１８日の期間放出の間のみＨｉｇｕｃｈｉ放出速度論（ＴＣおよびＴＣＮについてのｋ値は、それぞれ、１７．４５および５．６２であった）を従うようであった（図５Ａおよび図５Ｂならびに図６Ａおよび図６Ｂを参照のこと）。ＴＣは、より水溶性が小さいＴＣＮよりもより高速で放出した。１７日でのＴＣの平均累積放出は、ＴＣＮについて約６５％対２３％であった。放出の爆発は、ＴＣでもＴＣＮでもいずれにおいても観察されなかった。
【００４５】
同様の結果は、２：１で充填したＰＨＡ３４４４−５０％（５０％の４４モノマーを含むＰＨＡ３４４４）ＰＨＡポリマーを用いて得られたが、短時間の爆発により、２５％の薬物が放出された。全部で６０％のＴＣが、１５日で放出され、６２％が、２３日で放出され、放出 対 時間の平方根プロットは、モノリシックな放出デバイスから予想されるような直線を生じる。ＴＣまたはＴＣＮとともに２：１で充填したＰＨＡ３４４４−２３％（２３％の４４モノマーを含むＰＨＡ３４４４）を用いた結果は、あまり異ならなかった。
【００４６】
（実施例５：放出した抗生物質の生物学的有効性）
本実施例において、ＰＨＡロッドから放出されたテトラサイクリンの抗生物質特性を、Ｅ．ｃｏｌｉ ＤＨ５αに対するインビトロでの生物学的アッセイにて決定した。このインビトロでのバイオアッセイについて、寒天拡散法を使用し、そして一面にＥ．ｃｏｌｉ ＤＨ５αが育ったペトリ皿に抗生物質溶液を適用した後に、空いた区域のサイズを決定した。この手順の全工程を、無菌条件下で実行した。
【００４７】
表１の成分を使用して、ペンアッセイ（ｐｅｎａｓｓａｙ）ブロス培地を調製した。この培地のｐＨは、７．００±０．０５であり、滅菌条件は、１２１℃１５分間であった。固体培地について、寒天（１％ｗ／ｖ）を添加して滅菌した。細菌株Ｅ．ｃｏｌｉ ＤＨ５αを、２００ｍＬのブロス培地に播種し、軌道振盪機中で２００ｒｐｍ、３７℃で一晩振盪した。２００ｍＬの細菌を、固体ペンアッセイブロス培地を含むプレートに播種した。
【００４８】
（表１：ペンアッセイブロス培地成分）
【００４９】
【表１】
翌日に、１日目、７日目および１４日目（最後の２４時間の放出生成物）で回収し、そしてマイクロフィルターで滅菌したＴＣ溶液（２５μＬ）を、滅菌フィルターディスクに適用した。ＴＣ溶液を含む２枚のディスクを、各プレート上に置き、３７℃で２４時間、維持した。空いた区域の半径は、ｍｍで決定した。この結果を、表２に示す。ＰＨＡ３４４４−２３％ポリマーおよびＰＨＡ３４４４−５０％ポリマーで作製したロッドから放出したテトラサイクリンについての空いた区域についての結果は、ＰＨＡ３４４４−３４％ポリマーの結果と同様であった（表２に示さず）。
ネガティブコントロール：ペトリ皿上に薬物を含まない、適用された２５μｌ緩衝液
ポジティブコントロール：ペトリ皿上に１０ｍｇ ＴＣ／ｍＬを含む、適用された２５μｌ緩衝液
試験したポリマーは、ＰＨＡ４４００およびＰＨＡ３４４４−３４％を含む。試験サンプルロッド中のポリマーとテトラサイクリン抗生物質との比は、以下の各ポリマーサンプルに提供される。
【００５０】
（表２．耐性記録試験の結果）
【００５１】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１Ａおよび図１Ｂは、ポリ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ４４００）およびポリ−３−ヒドロキシブチレート−ｃｏ−４−ヒドロキシブチレート（ＰＨＡ３４４４）の化学構造である。
【図２】図２は、ＰＨＡ４４００（Ｐ４ＨＢ）の生成のための生合成経路の説明である。経路の酵素は、１．コハク酸セミアルデヒドデヒドロゲナーゼ；２．４−ヒドロキシブチレートデヒドロゲナーゼ；３．ジオールオキシドレダクターゼ；４．アルデヒドデヒドロゲナーゼ；および５．補酵素Ａトランスフェラーゼ；および６．ＰＨＡシンテターゼである。
【図３】図３Ａおよび図３Ｂは、ＰＨＡ４４００：ＴＣ（２：１）ロッドからのテトラサイクリンの放出（３７℃，ＰＢＳ，３６４．０ｎｍ）（ｎ＝４）のグラフである。図３Ａは、時間に対する平均蓄積（ｃｕｍａｌａｔｉｖｅ）（％）放出である。図３Ｂは、時間の平方根に対する平均蓄積（％）放出である。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、ＰＨＡ４４００：ＴＣＮ（２：１）ロッドからのテトラサイクリン（中性）の放出（３７℃，ＰＢＳ，３５７．６ｎｍ）（ｎ＝４）のグラフである。図４Ａは、時間に対する平均蓄積（％）放出である。図４Ｂは、時間の平方根に対する平均蓄積（％）放出である。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、ＰＨＡ３４４４−３４％：ＴＣ（２：１）ロッドからのテトラサイクリンの放出（３７℃，ＰＢＳ，３６４．０ｎｍ）（ｎ＝４）のグラフである。図５Ａは、時間に対する平均蓄積（％）放出を示す。図５Ｂは、時間の平方根に対する平均蓄積（％）放出を示す。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、ＰＨＡ３４４４−３４％：ＴＣＮ（２：１）ロッドからの中性テトラサイクリン（ＴＣＮ）の放出（３７℃，ＰＢＳ，３６４．０ｎｍ）（ｎ＝４）のグラフである。図６Ａは、時間に対する平均蓄積（％）放出を示す。図６Ｂは、時間の平方根に対する平均蓄積（％）放出を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ−４−ヒドロキシブチレートに一様に分布した薬物を含む、生分解性制御放出薬物送達系であって、該薬物は、デバイスに対して５０重量パーセントまでの充填パーセントで、該ポリマーに取り込まれる、生分解性制御放出薬物送達システム。
【請求項２】
前記薬物の６０％未満が、１０日後に、インビトロで放出される、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項３】
前記薬物の３５％未満が、１０日後に、インビトロで放出される、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項４】
請求項１に記載の薬物送達システムであって、
前記薬物が、タンパク質分子、ペプチド分子、ポリサッカリド分子、核酸分子および合成有機化合物または天然有機化合物からなる群より選択される、薬物送達システム。
【請求項５】
前記薬物が、抗生物質である、請求項４に記載の薬物送達システム。
【請求項６】
前記薬物が、医療用デバイス上に被覆されている、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項７】
前記デバイスが、ポリ−４−ヒドロキシブチレートまたはそのコポリマーから形成されている、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項８】
前記ポリ−４−ヒドロキシブチレートまたはそのコポリマーが、ステントから形成されているか、またはステント上に被覆されている、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項９】
顆粒、シート、フィルム、粒子、および鋳型形態からなる群より選択される形態である、
請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１０】
前記コポリマーが、３−ヒドロキシブチレートと４−ヒドロキシブチレートとのコポリマーである、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１１】
前記コポリマーが、４−ヒドロキシブチレートとグリコレートとのコポリマーである、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１２】
前記デバイスが、前記薬物の線形放出を示す、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１３】
前記デバイスが、前記薬物の０次放出を示す、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１４】
前記デバイスが、薬物のバースト放出をしない、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１５】
前記デバイスが、少なくとも２１日間に亘って薬物を放出する、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１６】
前記デバイスが、少なくとも１ヶ月間に亘って薬物を放出する、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１７】
前記デバイスが、少なくとも３ヶ月間に亘って薬物を放出する、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１８】
前記デバイスが、少なくとも６ヶ月間に亘って薬物を放出する、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載のデバイスを、それを必要する個体に投与する工程を包含する、薬物送達方法。
【請求項１】
ポリ−４−ヒドロキシブチレートに一様に分布した薬物を含む、生分解性制御放出薬物送達系であって、該薬物は、デバイスに対して５０重量パーセントまでの充填パーセントで、該ポリマーに取り込まれる、生分解性制御放出薬物送達システム。
【請求項２】
前記薬物の６０％未満が、１０日後に、インビトロで放出される、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項３】
前記薬物の３５％未満が、１０日後に、インビトロで放出される、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項４】
請求項１に記載の薬物送達システムであって、
前記薬物が、タンパク質分子、ペプチド分子、ポリサッカリド分子、核酸分子および合成有機化合物または天然有機化合物からなる群より選択される、薬物送達システム。
【請求項５】
前記薬物が、抗生物質である、請求項４に記載の薬物送達システム。
【請求項６】
前記薬物が、医療用デバイス上に被覆されている、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項７】
前記デバイスが、ポリ−４−ヒドロキシブチレートまたはそのコポリマーから形成されている、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項８】
前記ポリ−４−ヒドロキシブチレートまたはそのコポリマーが、ステントから形成されているか、またはステント上に被覆されている、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項９】
顆粒、シート、フィルム、粒子、および鋳型形態からなる群より選択される形態である、
請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１０】
前記コポリマーが、３−ヒドロキシブチレートと４−ヒドロキシブチレートとのコポリマーである、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１１】
前記コポリマーが、４−ヒドロキシブチレートとグリコレートとのコポリマーである、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１２】
前記デバイスが、前記薬物の線形放出を示す、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１３】
前記デバイスが、前記薬物の０次放出を示す、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１４】
前記デバイスが、薬物のバースト放出をしない、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１５】
前記デバイスが、少なくとも２１日間に亘って薬物を放出する、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１６】
前記デバイスが、少なくとも１ヶ月間に亘って薬物を放出する、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１７】
前記デバイスが、少なくとも３ヶ月間に亘って薬物を放出する、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１８】
前記デバイスが、少なくとも６ヶ月間に亘って薬物を放出する、請求項１に記載の薬物送達システム。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載のデバイスを、それを必要する個体に投与する工程を包含する、薬物送達方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００７−５２８８５３（Ｐ２００７−５２８８５３Ａ）
【公表日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５１８９３２（Ｐ２００６−５１８９３２）
【出願日】平成１６年７月８日（２００４．７．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２２０４０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００７１９５
【国際公開日】平成１７年１月２７日（２００５．１．２７）
【出願人】（５０１３４７９３６）テファ， インコーポレイテッド (8)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月８日（２００４．７．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２２０４０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００７１９５
【国際公開日】平成１７年１月２７日（２００５．１．２７）
【出願人】（５０１３４７９３６）テファ， インコーポレイテッド (8)
【Ｆターム（参考）】
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