水素結合によって結合した多層中性ポリマーフィルムのカプセル
水素結合によって結合している層である中性（非荷電）ポリマー層を含むマイクロスケールおよびナノスケールのカプセル、ならびにそのようなカプセルの作製方法。本発明のカプセルは、レイヤー・バイ・レイヤー技術を使用してコア粒子上に層が形成される。本発明のカプセルのカプセル壁は、外部刺激に対する反応を調整することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非荷電の層が水素結合によって結合している多層中性ポリマーフィルムのカプセルに関する。より詳細には、本発明はマイクロサイズおよびナノサイズのカプセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの用途において、物質の放出を制御できることが望まれる。近年、マイクロカプセルは、特にバイオテクノロジー、医学、医薬品、例えば薬剤送達、食品、農業、香水、パーソナルケアおよび化粧品の分野で、カプセル化有効成分の放出制御に関してかなり注目されている。例えば、Ｋ．ＰＡＲＫ、ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ ＤＲＵＧ ＤＥＬＩＶＥＲＹ：ＣＨＡＬＬＥＮＧＥＳ ＡＮＤ ＳＴＲＡＴＥＧＩＥＳ、（Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、ワシントンＤ．Ｃ．、１９９７年）；Ｊ．Ｋｏｓｔ、Ｒ．Ｌａｎｇｅｒ、Ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ、４６ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＤＲＵＧ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＲＥＶＩＥＷＳ １２５（２００１年）を参照。
【０００３】
静電結合しているポリマー多層からなるカプセルが、制御された送達での使用のために研究されてきた。例えば、Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖら、ｐＨ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｉｎ Ａｎｄ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｆｒｏｍ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｎａｎｏｃａｐｓｕｌｅｓ、２２ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＲＡＰＩＤ ＣＯＭＭＵＮ．、４４（２００１年）を参照。そのような静電結合多層カプセルは、一般には基質上への静電荷電ポリマーの層毎の逐次吸着によって調製される。Ｇ．ＤｅｃｈｅｒおよびＪ．Ｄ．Ｈｏｎｇ、Ｂｕｉｌｄｕｐ ｏｆ Ｕｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｆｉｌｍｓ ｂｙ ａ Ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ：Ｉ．Ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ａｎｉｏｎｉｃ ａｎｄ Ｃａｔｉｏｎｉｃ Ｂｉｐｏｌａｒ ４６ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＣＨＥＭ．ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＳＹＭＰ．３２１（１９９１年）；Ｐ．Ｆｉｓｈｅｒら、Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ Ｂｅａｒｉｎｇ Ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ、１３７ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＳＹＭＰ．１（１９９９年）。この自己集合技術は、正と負が交互する静電的荷電による交互ポリマー層間の誘引に依存する。同上。この技術を使用して、静電荷電超薄膜がマイクロサイズおよびナノサイズの粒状基質上に形成されている。
【０００４】
有利なことに、この多層が可溶性粒状基質の上に形成される場合には、この基質をその後適当な条件下で溶かして静電結合した中空の多層ポリマーフィルムカプセルを生成することが可能である。例えば、Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖら、Ｓｔｅｐｗｉｓｅ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｎ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ：ａ Ｎｏｖｅｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｄｅｓｉｇｎ、９ ＰＯＬＹＭ．ＡＤＶ．ＴＥＣＨＮＯＬ．７５９（１９９８年）を参照。色素、小有機分子、酵素および生体高分子が封入されているそのようなカプセルが製造されている。例えば、Ａ．Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖ、ら、Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅ、１０５ＰＨＹＳ．ＣＨＥＭ．Ｂ ２２８１（２００１年）；Ｘ．Ｑｉｕ、ら、Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｉｂｕｐｒｏｆｅｎ ｉｎ Ｖａｒｉｏｕｓ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ、２８６ ＭＡＴＥＲ．ＥＮＧ．５９１（２００１年）；Ｆ Ｃａｒｕｓｏ、ら、Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｎｃｈａｒｇｅｄ Ｌｏｗ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｂｙ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、１６ ＬＡＮＧＭＵＩＲ ８９３２（２０００年）；Ｆ．Ｃａｒｕｓｏ、ら、Ｅｎｚｙｍｅ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅｓ、１６ ＬＡＮＧＭＵＩＲ １４８５（２０００年）；Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、ｐＨ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ａｎｄ Ｒｅｌｅａｓｅ ｆｒｏｍ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｎａｎｏｃａｐｓｕｌｅｓ、 ２２ ＲＡＰＩＤ ＣＯＭＭＵＮ．４４（２００１年）を参照。
【０００５】
しかし、残念なことに、特定の制御された送達に応用するために静電結合多層カプセル系を微調整することは困難である。したがって、そのようなカプセルは、周囲環境への物質の放出を制御する上での有用性は限られたものである。
【非特許文献１】Ｋ．ＰＡＲＫ、ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ ＤＲＵＧ ＤＥＬＩＶＥＲＹ：ＣＨＡＬＬＥＮＧＥＳ ＡＮＤ ＳＴＲＡＴＥＧＩＥＳ、（Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、ワシントンＤ．Ｃ．、１９９７年）
【非特許文献２】Ｊ．Ｋｏｓｔ、Ｒ．Ｌａｎｇｅｒ、Ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ、４６ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＤＲＵＧ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＲＥＶＩＥＷＳ １２５（２００１年）
【非特許文献３】Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖら、ｐＨ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｉｎ Ａｎｄ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｆｒｏｍ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｎａｎｏｃａｐｓｕｌｅｓ、２２ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＲＡＰＩＤ ＣＯＭＭＵＮ．、４４（２００１年）
【非特許文献４】Ｇ．ＤｅｃｈｅｒおよびＪ．Ｄ．Ｈｏｎｇ、Ｂｕｉｌｄｕｐ ｏｆ Ｕｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｆｉｌｍｓ ｂｙ ａ Ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ：Ｉ．Ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ａｎｉｏｎｉｃ ａｎｄ Ｃａｔｉｏｎｉｃ Ｂｉｐｏｌａｒ ４６ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＣＨＥＭ．ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＳＹＭＰ．３２１（１９９１年）
【非特許文献５】Ｐ．Ｆｉｓｈｅｒら、Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ Ｂｅａｒｉｎｇ Ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ、１３７ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＳＹＭＰ．１（１９９９年）
【非特許文献６】Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖら、Ｓｔｅｐｗｉｓｅ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｎ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ：ａ Ｎｏｖｅｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｄｅｓｉｇｎ、９ ＰＯＬＹＭ．ＡＤＶ．ＴＥＣＨＮＯＬ．７５９（１９９８年）
【非特許文献７】Ａ．Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖ、ら、Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅ、１０５ ＰＨＹＳ．ＣＨＥＭ．Ｂ ２２８１（２００１年）
【非特許文献８】Ｘ．Ｑｉｕ、ら、Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｉｂｕｐｒｏｆｅｎ ｉｎ Ｖａｒｉｏｕｓ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ、２８６ ＭＡＴＥＲ．ＥＮＧ．５９１（２００１年）
【非特許文献９】Ｆ Ｃａｒｕｓｏ、ら、Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｎｃｈａｒｇｅｄ Ｌｏｗ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｂｙ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、１６ ＬＡＮＧＭＵＩＲ ８９３２（２０００年）
【非特許文献１０】Ｆ．Ｃａｒｕｓｏ、ら、Ｅｎｚｙｍｅ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅｓ、１６ ＬＡＮＧＭＵＩＲ １４８５（２０００年）
【非特許文献１１】Ｆ．ＡＬＢＥＲＴ ＣＯＴＴＯＮおよびＧＥＯＦＦＲＥＹ ＷＩＬＫＩＮＳＯＮ、ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＩＮＯＲＧＡＮＩＣ ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ ９０〜９４頁（第５版、１９８８年）
【非特許文献１２】Ｓ．Ａ．Ｓｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉら、Ｌａｙｅｒｅｄ，Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ３０１（２００２年）
【非特許文献１３】Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ ｏｎ Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ、１３７ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＳＵＲＦ．Ａ ２５３（１９９８年）
【非特許文献１４】Ｆ．Ｃａｒｕｓｏ、ら、Ｅｌｅｃｔｏｓｔａｔｉｃ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ Ｓｉｌｉｃａ Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ−Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ ｏｎ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ Ｌａｔｅｘ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ、１２０ Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．Ｓｏｃ．８５２３（１９９８年）
【非特許文献１５】Ｊ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｎｏｆｆら、Ｓｐｒａｙｅｄ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ、１６、ＬＡＮＧＭＵＩＲ ９９６８（２０００年）
【非特許文献１６】Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｂｙ Ｍｅａｎｓ ｏｆ Ｓｔｅｐ−Ｗｉｓｅ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ、１７ Ｊ．ＭＩＣＲＯＥＮＣＡＰＳＵＬＡＴＩＯＮ １７７（２０００年）
【非特許文献１７】Ｒ．Ｆ．ＥＧＥＲＴＯＮ、ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＥＮＥＲＧＹ−ＬＯＳＳ ＳＰＥＣＴＲＯＳＣＯＰＹ ＩＮ ＴＨＥ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ（第２版、１９９６年）
【非特許文献１８】Ｖ．Ｋｏｚｌｏｖｓｋａｙａ、ら、Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３６ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ８５９０〜８５９２（２００３年）
【非特許文献１９】Ａ．Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖら、Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｆｏｒ Ｈｏｌｌｏｗ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ、２２４ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＳＵＲＦ．Ａ １７５（２００３年）
【非特許文献２０】Ｍ．Ａｄａｍｃｚｙｋら、Ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙ Ｒｅａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｔｈｙｒｏｉｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ １．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｔｈｙｒｏｘｉｎｅ Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｓ ５ ＢＩＯＣＯＮＪＵＧＡＴＥ ＣＨＥＭ．４５９（１９９４年）
【非特許文献２１】Ｔ．Ｓｅｒｉｚａｗａら、Ｔｈｅｒｍｏｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ２１８４（２００２年）
【非特許文献２２】Ａｎｔｉｐｏｖら、Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ、２００ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＡＮＤ ＳＵＲＦＡＣＥＳ Ａ：ＰＨＹＳＩＯＣＨＥＭ．ＥＮＧ．ＡＳＰＥＣＴＳ １９８（２００２年）
【特許文献１】国際公開０２／１７８８８（２００２年３月７日公表）
【非特許文献２３】Ｓ．Ａ．Ｓｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉら、Ｌａｙｅｒｅｄ，Ｅｒａｓａｂｌｅ，Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｆｉｌｍｓ、１２２ Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．Ｓｏｃ．９５５（２０００年）
【非特許文献２４】Ｓｈｃｈｕｋｉｎら、Ｍｉｃｒｏｎ−Ｓｃａｌｅ Ｈｏｌｌｏｗ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ ｗｉｔｈ Ｎａｎｏｓｉｚｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｅ３Ｏ４ Ｉｎｓｉｄｅ、５７ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＬＥＴＴＥＲＳ １７４３（２００３年）
【非特許文献２５】Ｓｈｉら、Ｒｅｌｅａｓｅ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｔｈｉｎ−Ｗａｌｌｅｄ Ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ Ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ、１７ ＬＡＮＧＭＵＩＲ ２０３６（２００１年）
【非特許文献２６】Ｎｉｃｏｌら、Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ ａｓ Ｎａｎｏｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ ｆｏｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、１９ ＬＡＮＧＭＵＩＲ ６１７８（２００３年）
【非特許文献２７】Ａ．Ｊａｎｅｋｏｖｉｃ、ら、Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｃａｄｍｉｕｍ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ、１０３ Ｊ．ＣＯＬＬＯＩＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＳＣＩ．４３６（１９８５年）
【非特許文献２８】Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖ、ら、Ｕｒｅａｓｅ−Ｃａｔａｌｙｚｅｄ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎｓｉｄｅ ｔｈｅ Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ Ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ、２４ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＲＡＰＩＤ ＣＯＭＭＵＮ．２７４（２００３年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特定の用途および環境に応じて制御可能に物質を封入しかつ／または放出するようにカプセルを合わせられる設計の柔軟性を可能にするマイクロサイズおよびナノサイズの多層カプセル系が求められている。そのようなカプセルは、薬剤送達および他の制御された送達の応用など、広範囲の用途において有用となるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、水素結合（静電的荷電に対するものとして）によって結合しているポリマーの中性（非荷電）層からなるカプセルを提供する。好ましくは、本発明のカプセルは、ミリメートル、マイクロメートルまたはナノメートル−スケールのカプセル、より好ましくはナノメートル−スケールのカプセルである。
【０００８】
本発明は、そのようなカプセルの製造方法も提供する。本発明のカプセルは、レイヤー・バイ・レイヤー技術を使用してコア粒子上に中性ポリマーフィルムを積層、形成することによって調製される。したがって、１実施形態では、本発明のカプセルはコア粒子を含む。
【０００９】
本発明のカプセルは、カプセルの特定の組成に応じて特定の外部刺激、例えばｐＨ、塩濃度、温度および溶媒組成における変化、電界の印加、日光照射または他の外部環境変化に曝すことにより、コア粒子または他の封入された物質を制御された明確な方法で送達するのに有用である。
【００１０】
多層カプセルを生成するために以前に使用された静電気的自己集合とは対照的に、本発明の水素結合相互作用は、多層カプセルのレイヤー・バイ・レイヤー成長を促進させるための有利な代替原動力となる。
【００１１】
水素結合は、（１）電気陰性度のより高い原子と結合した水素原子と、（２）同じく水素よりも電気陰性度が高く１つまたは複数の孤立電子対を有する他の原子、例えば酸素、硫黄、窒素またはリンとの間の比較的弱い二次相互作用である。水素結合は、広く研究されてきている。例えば、参照により本明細書に組み込まれているＦ．ＡＬＢＥＲＴ ＣＯＴＴＯＮおよびＧＥＯＦＦＲＥＹ ＷＩＬＫＩＮＳＯＮ、ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＩＮＯＲＧＡＮＩＣ ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ ９０〜９４頁（第５版、１９８８年）を参照。
【００１２】
１実施形態では、本発明のカプセルは、外部刺激に対して状況に応じた反応を与える。例えば、この実施形態の１バージョンにおいて、カプセルは外部のｐＨ値に対して感受性が高い。カプセルは、特定の外部刺激に応じてコア粒子または封入物質を放出するように設計することが可能である。例えば、カプセル壁は層数およびポリマー系に従い、選択されたｐＨである期間にわたってコア粒子または他の封入物質を放出するように設計することが可能である。本発明のカプセルがコア粒子または封入物質の放出速度を急激に高くし始めるｐＨは、本明細書で臨界ｐＨと称す。臨界ｐＨ値は、ポリマー系および他の変数の選択によって制御される。
【００１３】
他の実施形態では、本発明の水素結合した多層カプセルは、酸性条件下では急速にまた制御不能的に分離する既知の静電気結合ポリマー多層とは対照的に、特に弱いポリ酸で構成されたものとは対照的に、低いｐＨ（例えばｐＨ約１以下）で注目に値する安定性を示す。
【００１４】
ある実施形態において、本発明のカプセルの層間の分子間水素結合による接着は減少して、崩壊を開始する。しかし１実施形態では、本発明のカプセルの水素結合多層は、中性および塩基性のｐＨ値では共有結合性架橋により安定する。本発明のカプセルのポリマー層が架橋している場合は、高いｐＨ値でも多層壁の安定性は向上する。この実施形態のある態様において、架橋壁は超薄ゲルであり、その厚みおよび特性は個体コアに最初に形成されたポリマー層の数、架橋度およびポリマー系の選択によって都合よく制御することが可能である。
【００１５】
本発明の他の実施形態では、本発明のカプセルは封入された物質、例えば医薬物質または他の生体活性物質を含む。そのようなカプセルは、カプセル壁が物質を放出するように設計されている環境にそれらを置くと、封入物質を制御可能に送達するために使用することが可能である。例えば、本発明のカプセルは、人体内で特定のｐＨ値で制御可能に崩壊するように調整することが可能である。人体の異なる領域は異なるｐＨ値を有し、例えば消化管のｐＨはその部位によって口の塩基性ｐＨから、胃の高い酸性度、および腸の中性乃至弱塩基性ｐＨ（約７．５）まで変化する。本発明のカプセルは、消化管の特定部分で崩壊して封入物質をそこに送達するように設計することが可能である。
【００１６】
他の実施形態では、本発明のカプセルに含まれているコア粒子は、その後カプセル壁が不溶解性である媒体中で溶解することにより除去することが可能である。本発明の中空カプセルは、以降の放出制御用途のための物質、例えばそれには限定されないが、細胞および遺伝物質などの生体材料；生体活性剤および医薬品、例えば小分子薬剤、ワクチン、抗体、ホルモン、成長因子、性不稔剤、受精阻害剤、受精促進剤、タンパク質、ペプチド、芳香剤、香料、ビタミンおよび栄養素；ならびに化学薬剤、例えばヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、農業物質（例えば肥料および農薬）、保存料、触媒、酵素、ポリマー、着色剤および色素（例えば蛍光化合物）、センサー分子、製剤賦形剤、界面活性剤およびデタージェント、および環境修復に用いる化学物質などをさらに取り込む上で有用である。
【００１７】
本発明のマイクロカプセルは多くの分野、特に封入有効成分の明確な条件下での制御された放出のために、例えばバイオテクノロジー、医学、医薬品、例えば薬剤送達制御、食品、農業、香水、パーソナルケアおよび化粧品の分野で有用であるが、これには限定されない。
【００１８】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明、実施例、特許請求の範囲および添付図に関してよりよく理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
１実施形態では、本発明のカプセルは、コア粒子上に水素結合によって結合している中性ポリマーフィルムの層からなる。他の実施形態において、本発明のカプセルは、水素結合によって結合している中性ポリマーフィルムの層で構成される中空のシェルである。本発明の他の実施形態において、中空のシェルはある物質を封入する。
【００２０】
カプセルの形は、カプセル形成で使用されるコア粒子の形状およびカプセル壁の物理的化学的特性などの変数によって決まる。本発明のカプセルの好ましい平均総容積は、約５０ｎｍ３から約５０ｍｍ３、より好ましくは約１３，０００ｎｍ３から約６０，０００μｍ３、より好ましくは約６０，０００ｎｍ３から約４，０００μｍ３、より好ましくは５００，０００ｎｍ３から約１，０００μｍ３である。総容積は、カプセル壁を含むカプセルの全容積を意味する。
【００２１】
好ましくは、本発明のカプセルは実質的に球状である。本発明のカプセルの好ましい平均直径は、約３．５ｎｍから約３．５ｍｍ、より好ましくは約１６ｎｍから約１ｍｍ、より好ましくは約２５ｎｍから約４０μｍ、より好ましくは約４０ｎｍから約２０μｍ、より好ましくは８０ｎｍから約１０μｍである。カプセルの直径は、カプセル壁を含むカプセルの全直径を意味する。
【００２２】
カプセルシェル（即ちポリマーフィルム層）の厚みは、好ましくは約５ｎｍから約５００ｎｍ、より好ましくは約１０ｎｍから約３０ｎｍである。
【００２３】
本発明のカプセルの大きさおよび容積の分布は、かなりの程度それらの形成で使用されるコア粒子の大きさおよび容積の分布に依存する。こうした大きさおよび容積の分布は、一定の大きさおよび容積の分布を有するコア粒子を選択することによって当業者によって容易に制御される。
【００２４】
本発明のカプセルは、カプセルの特定の組成に応じて特定の外部刺激、例えばｐＨ、塩濃度、温度および溶媒組成における変化、電界の印加、日光照射または他の外部環境変化に曝すことにより、コア粒子または封入物質を制御された明確な方法で送達するのに有用である。
【００２５】
５．１ コア粒子上へのカプセルシェルの多層フィルム形成
コア粒子を含む本発明のカプセルは、前に報告されたレイヤー・バイ・レイヤー技術を応用することによって調製することが可能である。例えば、その引用の全てが本明細書で参照により組み込まれている、Ｓ．Ａ．Ｓｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉら、Ｌａｙｅｒｅｄ，Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ３０１（２００２年）；Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ ｏｎ Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ、１３７ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＳＵＲＦ．Ａ ２５３（１９９８年）；Ｇ．Ｄ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、Ｓｔｅｐｗｉｓｅ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｎ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ：ａ Ｎｏｖｅｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｄｅｓｉｇｎ、９ ＰＯＬＹＭ．ＡＤＶ．ＴＥＣＨＮＯＬ．７５９（１９９８年）；Ｆ．Ｃａｒｕｓｏ、ら、Ｅｌｅｃｔｏｓｔａｔｉｃ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ Ｓｉｌｉｃａ Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ−Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ ｏｎ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ Ｌａｔｅｘ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ、１２０ Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．Ｓｏｃ．８５２３（１９９８年）；Ａ．Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖ、ら、Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅ、１０５ ＰＨＹＳ．ＣＨＥＭ Ｂ ２２８１（２００１年）を参照。
【００２６】
一般に、本発明のカプセルは次のように調製される。先ず、吸着される第１の非荷電のポリマーの溶液をコア粒子の表面と接触させると、ポリマーとコア粒子表面とが結合して第１のポリマー層を形成する。次に、第１のポリマーとは異なる第２のポリマーの溶液を第１の層と接触させると、ポリマー層の間で水素結合を形成して層状フィルムを形成する。表面を第１のポリマーの溶液と接触させ、次に第２のポリマーの溶液と接触させるプロセスは、所望の厚みおよび層数を有するフィルムがコア粒子周囲に形成されてその結果本発明のカプセルが形成されるまで繰り返すことが可能である。成長するカプセルの表面は、過剰なまたは非結合のポリマーを除去するために、塗布と塗布の間に洗浄することが可能である。２つより多くのポリマーを使用してカプセルを形成する場合は、そのプロセスの任意の点で更なるポリマーの溶液を成長中のフィルムと接触させることが可能である。
【００２７】
ポリマー層のエアゾール析出も、本発明のカプセルを調製するために使用することが可能である。他の実施形態において、本発明の多層は、Ｊ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｎｏｆｆの方法を応用してポリマー溶液を逐次的に吹き付けることによって調製することが可能である。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＪ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｎｏｆｆら、Ｓｐｒａｙｅｄ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ、１６、ＬＡＮＧＭＵＩＲ ９９６８（２０００年）を参照。
【００２８】
他の実施形態において、本発明の多層フィルムは、第１のポリマーを蒸発させてコア粒子の表面へ凝縮させ、次に第２のポリマーを蒸発させてその表面に凝縮させ、所望の厚みおよび層数が達成されるまでこれらの工程を繰り返すことによって形成することが可能である。好ましくは、そのような蒸発／凝縮析出のために、ポリマーは約５０００ｇ／ｍｏｌ未満、好ましくは約２０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有する。
【００２９】
液相析出のためには、溶媒中のポリマー濃度は、通常約０．０１ｍｇ／ｍｌから約０．５ｍｇ／ｍｌの範囲にある。液相析出のための溶媒としては、ポリマーがそれとわかるほど溶解する任意の液体が含まれる。好ましくは、溶媒は適当なｐＨの水溶液である。本発明で有用な他の溶媒としては、それには限定されないが、ペンタン、ヘキサンおよびトルエンなどの炭化水素；メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノールおよびフェノールなどのアルコール；酢酸ブチルなどのエステル；ホルムアルデヒド、アセトンおよびメチルエチルケトンなどのアルデヒドおよびケトン；ジメチルスルホキシド；炭酸プロピレンなどのカーボネート；Ｎ−メチルホルムアミド、テトラメチル尿素、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ヘキサメチルリン酸トリアミドおよびジメチルホルムアミドなどのアミドおよび尿素；超臨界二酸化炭素などの超臨界液体；ならびにそれらの混合物が含まれる。
【００３０】
析出のために水性系が使用されるときは、析出溶液の適当なｐＨは使用される特定のポリマー系によって決まる。一般に、析出ｐＨは約１から約５である。当業者は、下記２つの考慮事項に基づいて析出に適当なｐＨを容易に選択することが可能である：（ａ）水素結合ポリマー対間の接着；（２）コア粒子の不溶性。析出および洗浄工程中の溶液ｐＨは、適当な濃度、一般には約０．００５Ｍから約０．１Ｍの濃度のリン酸緩衝液などの緩衝液を使用して制御することが可能である。緩衝液のｐＨを塩酸などの酸で調節して、所望のｐＨの緩衝液を作製することが可能である。
【００３１】
任意選択に、第１のポリマー層のフィルム接着性を増やすために、コア粒子はプライマー層を使用して前処理される。当業者は、コア粒子および化学系（例えば表面基の表面荷電および化学的性質）に従い適当なプライマーおよび方法を容易に理解するであろう。一例では、水素結合を形成する傾向がより少ないコア粒子は、ポリマー系に従い約５から約７のｐＨにおいて水性媒体中で約０．０５ｍｇ／ｍｌから約０．５ｍｇ／ｍｌの濃度の第１のポリマーの溶液で処理し、次にｐＨ３．５の緩衝液で洗浄することが可能である。
【００３２】
好ましくは、各ポリマー析出サイクルの後に、過剰なポリマーは、（ａ）粒子分散液の遠心分離、（ｂ）ポリマー非含有溶媒、好ましくは析出溶媒中への粒子の再分散、および（ｃ）この洗浄方法を少なくとも２回繰り返すことにより、除去される。多層カプセルの形成の後は、当技術分野で公知であるように、蛍光光学顕微鏡検査で追跡することが可能である。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＧ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｂｙ Ｍｅａｎｓ ｏｆ Ｓｔｅｐ−Ｗｉｓｅ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ、１７ Ｊ．ＭＩＣＲＯＥＮＣＡＰＳＵＬＡＴＩＯＮ １７７（２０００年）を参照。
【００３３】
５．１．１ カプセル壁上に析出したポリマーの定量
カプセル壁上に析出したポリマーの定量は、ｉｎ ｓｉｔｕ ＡＴＲ−ＦＴＩＲを使用して実施することができる。多層成長は、ポリマーが適当な平面上に析出するモデル系で追跡することが可能である。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＳ．Ａ．ＳｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉおよびＳ．Ｇｒａｎｉｃｋ、Ｌａｙｅｒｅｄ，Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ３０１〜３１０（２００２年）を参照。
【００３４】
カプセル壁上に析出したポリマーの定量は、公知の技術を使用したコア溶解の後に電子エネルギー損失分光（ＥＥＬＳ）を使用してカプセル壁の厚みを測定することによっても行うことが可能である。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＲ．Ｆ．ＥＧＥＲＴＯＮ、ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＥＮＥＲＧＹ−ＬＯＳＳ ＳＰＥＣＴＲＯＳＣＯＰＹ ＩＮ ＴＨＥ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ（第２版、１９９６年）；Ｖ．Ｋｏｚｌｏｖｓｋａｙａ、ら、Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３６ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ８５９０〜８５９２（２００３年）を参照。
【００３５】
５．２ 本発明のコア粒子
一般に、いかなる表面も本発明の方法に従って水素結合多層中性ポリマーフィルムでコーティングして、本発明のカプセルを形成することが可能である。好ましくは、表面は粒状材、好ましくはマイクロサイズまたはナノサイズの粒状材（「コア粒子」）である。当業者は、粒子の素性およびポリマー系に従い多層フィルム析出のための適当な条件を容易に決定することができる。本発明のカプセルが溶液相のレイヤー・バイ・レイヤー析出によって形成されるならば、好ましくはコア粒子はその析出条件下では実質的に不溶性である。
【００３６】
コア粒子の大きさおよび形は、カプセルの所望の大きさおよび形、本発明のカプセルが使用される用途、コア粒子に加えられる層の数、およびポリマー系の化学的物理的特性に従い変化する。
【００３７】
コア粒子の好ましい平均総容積は、約５０ｎｍ３から約５０ｍｍ３、より好ましくは約４，０００ｎｍ３から約１ｍｍ３、より好ましくは約１３，０００ｎｍ３から約６４，０００μｍ３、より好ましくは約６０，０００ｎｍ３から約８，０００μｍ３、より好ましくは５００，０００ｎｍ３から約１，０００μｍ３である。
【００３８】
コア粒子の好ましい平均直径は、約３．５ｎｍから約３．５ｍｍ、より好ましくは約１６ｎｍから約１ｍｍ、より好ましくは約２５ｎｍから約４０μｍ、より好ましくは約４０ｎｍから約２０μｍ、より好ましくは８０ｎｍから約１０μｍである。
【００３９】
本発明で有用なコア粒子としては、それには限定されないが、結晶性物質、非晶質物質、凍結乾燥物質、スプレー乾燥物質ならびに／または粉砕物、例えばそれには限定されないが鉱物、無機塩、小分子有機化合物および有機高分子が含まれる。適当なコア粒子としては、医薬品、香料、細胞、香味料、色素、ビタミン、栄養素、ホルモン、成長因子および保存料がある。
【００４０】
適当なコア粒子としては、さらに塩および鉱物などの多孔質物質がある。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＡ．Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖら、Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｆｏｒ Ｈｏｌｌｏｗ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ、２２４ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＳＵＲＦ．Ａ １７５（２００３年）を参照。本発明の一態様によると、そのような多孔質のコア粒子は、それらの多孔質構造内にそれには限定されないが医薬品、香料、細胞、着香料、色素、ビタミン、栄養素、ホルモン、成長因子および保存料などの物質を取り込むことが可能である。
【００４１】
５．３ 共有結合性架橋
多層壁の間に共有結合性架橋、例えば公知のカルボジイミド化学に基づく架橋を導入することによって、より高い安定性を水素結合多層カプセルに与えることができる。本発明のカプセルの架橋結合は、本明細書で参照により組み込まれている、Ｍ．Ａｄａｍｃｚｙｋら、Ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙ Ｒｅａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｔｈｙｒｏｉｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ １．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｔｈｙｒｏｘｉｎｅ Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｓ ５ ＢＩＯＣＯＮＪＵＧＡＴＥ ＣＨＥＭ．４５９（１９９４年）の方法、また、Ｔ．Ｓｅｒｉｚａｗａら、Ｔｈｅｒｍｏｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ２１８４（２００２年）の方法を応用することによって達成することができる。
【００４２】
５．４ 本発明で用いられるポリマー
本発明に用いられるポリマーとしては、水素結合供与体および／または水素結合受容体を含有するポリマーがある。水素結合供与体は、水素結合形成に加わることができる少なくとも１つの水素原子およびこの水素原子と結合したより電気陰性度の高い原子を含有する部分である。これらの部分の例としては、それには限定されないが、Ｏ−Ｈ、Ｎ−Ｈ、Ｐ−ＨおよびＳ−Ｈがある。部分Ｃ−Ｈも、その炭素原子が三重結合を通して他の原子に結合しているか、その炭素原子が二重結合を通してＯに結合しているか、またはその炭素原子がＯ、Ｆ、ＣｌおよびＢｒから選択される少なくとも２つの原子に結合しているならば、水素結合供与体であることができる。
【００４３】
水素結合受容体は、水素よりも電気陰性度の高い原子を有し、また孤立電子対も有する部分である。そのような原子の例としては、それには限定されないが、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＳおよびＰがある。水素結合受容体部分の例としては、それには限定されないが、Ｃ＝Ｏ、Ｏ−Ｈ、Ｎ−Ｈ、Ｃ−Ｆ、Ｐ＝ＯおよびＣ≡Ｎがある。
【００４４】
水素結合供与体を有しているポリマーとしては、それには限定されないが、ポリアクリル酸およびポリメタクリル酸などのポリカルボン酸；ポリ（アデニル酸）、ポリ（ウリジル酸）、ポリ（シチジル酸）、ポリ（ウリジル酸）およびポリ（イノシン酸）などのポリヌクレオチド；ポリ（ビニルアデニン）などのビニル核酸ポリマー；ポリグルタミン酸およびポリ（Ｅ−Ｎ−カルボベンゾキシ−Ｌ−リジン）などのポリアミノ酸；ならびにポリ（ビニルアルコール）などの多価アルコール；またそれらのコポリマーがある。
【００４５】
水素結合受容体の例としては、それには限定されないが、ポリエチレンオキシド、ポリ（１，２−ジメトキシエチレン）、ポリ（ビニルメチルエーテル）およびポリ（ビニルベンゾ−１８−クラウン−６）などのポリエーテル；ポリビニルブチラールおよびポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）などのポリケトンおよびポリアルデヒド；ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミドおよびポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）などのポリアクリルアミド；ポリ（４−アミン）スチレンなどのポリアミン；ポリ（シクロヘキサン−１，４−ジメチレンテレフタレート）およびポリヒドロキシアクリル酸メチルなどのポリエステル；ポリ（ビス（メチルアミノ）ホスファゼン）およびポリ（ビス（メトキシエトキシエトキシ）ホスファゼンなどのポリホスファゼン；ならびにカルボキシメチルセルロースなどの多糖類；またそれらのコポリマーがある。
【００４６】
好ましくは、本発明のポリマーは、１つまたは複数の環境変化に曝されたときに電荷を発生させることのできる部分である電荷形成構造を有する。環境変化の例は、ｐＨ変化、イオン強度の変化、電界への曝露または溶存イオンへの曝露などである。ｐＨが変化する条件下で電荷を発生させることのできる部分の例としては、酸または塩基の部分がある。電界曝露下で電荷を発生させることのできる部分の例としては、カルボン酸がある。溶存イオン曝露下で電荷を発生させることのできる部分の例としては、クラウンエーテル（あるアルカリ金属イオンへの曝露により）がある。
【００４７】
本発明のカプセルを形成するためのポリマー系の例としては、下記表中のタイプ１のものがある。
【００４８】
５．４．１ タイプ１：特定のポリマーＢと対になったポリカルボン酸のホモポリマー
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
表中の前記５つのポリマーＢの例において、陽子受容のモチーフはＮＣ＝Ｏ．．．ＨＯである。
【００５２】
そのようなポリマー系から形成された本発明のカプセルは、高いｐＨで、または溶解によって溶かすことが可能である。ポリメタクリル酸−ＰＶＰから形成されたフィルムは、テトラメチル尿素およびジメチルホルムアミド中で安定で、またジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンまたはヘキサメチルリン酸トリアミドに溶ける。これらのフィルムの安定性は温度の影響を受ける可能性があり、これらのフィルムは、水の中で温度が上昇するとより安定になるが、ＤＭＦ中では温度上昇により不安定化する。
【００５３】
５．４．２ タイプ２：１成分としてクラウンエーテルを含む多層
【００５４】
【表３】
【００５５】
この種のフィルムは、環境中に存在する特定の一価イオンに従い、高ｐＨまたは低ｐＨで破壊される。例えば、クラウンエーテルによって錯化した型のカチオンに対して高い感受性がある。
【００５６】
【表４】
【００５７】
５．４．３ タイプ３：１成分として−Ｐ＝Ｏ部分を含む分子を含むフィルム。水素結合のモチーフは、Ｐ＝Ｏ．．．ＨＯである
【００５８】
【表５】
【００５９】
例えば、上記のフィルムは、ヘキサメチルリン酸トリアミドに溶ける。
【００６０】
５．４．４ タイプ４：１成分としてアミノ酸を含む多層
【００６１】
【表６】
【００６２】
５．４．５ タイプ５：合成ポリヌクレオチド間または核酸塩基を含むビニル型のポリマー間の水素結合に基づくフィルム
【００６３】
【表７】
【００６４】
これらの核酸ポリマーは、また、天然のＲＮＡ（リボ核酸）、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）、ならびに合成ポリヌクレオチドとともにフィルムを形成する。
【００６５】
５．５ 本発明の中空カプセル
ある場合は、上述したように、コア粒子を本発明のカプセルから、例えば溶解によって除去して、本発明の中空カプセルを提供することが望ましい。ポリマー被覆粒子のコアは、コア粒子は部分的または実質的に可溶性であるがカプセル壁は実質的に不溶性である溶液に粒子を曝すことによって溶出する。粒子は、コアを実質的に除去するのに十分な時間、一般には約３０分から６０分の間処理される。
【００６６】
本発明のこの実施形態の実行のために有用な適当なコア粒子としては、それには限定されないが炭酸カルシウム、炭酸カドミウム、炭酸マンガンなどの無機化合物、およびメラミンホルムアルデヒド、ポリスチレンスルホン酸ラテックス粒子、色素または医薬品などの有機化合物がある。
【００６７】
空洞の好ましい平均総容積は、約５０ｎｍ３から約５０ｍｍ３、より好ましくは約４，０００ｎｍ３から約１ｍｍ３、より好ましくは約１３，０００ｎｍ３から約６４，０００μｍ３、より好ましくは約６０，０００ｎｍ３から約８，０００μｍ３、より好ましくは５００，０００ｎｍ３から約１，０００μｍ３である。
【００６８】
空洞の好ましい平均直径は、約３．５ｎｍから約３．５ｍｍ、より好ましくは約１６ｎｍから約１ｍｍ、より好ましくは約２５ｎｍから約４０μｍ、より好ましくは約４０ｎｍから約２０μｍ、より好ましくは８０ｎｍから約１０μｍである。
【００６９】
この実施形態の他の態様において、そのような可溶性コア粒子は２つ以上の物質を含み、その１つまたは複数の物質は以降の工程で上記の溶解によって除去することが可能であるが、他の物質はカプセル内に残留する。本発明のこの実施形態での使用に適当なコア粒子としては、それには限定されないが、医薬品、香料、細胞、香味料、色素、ビタミン、栄養素、ホルモン、成長因子および保存料などの生体活性物質を取り込んでいる多孔性の無機粒子（例えば多孔性の炭酸カルシウムまたは多孔性の炭酸マグネシウム）がある。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＡ．Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖら、Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｆｏｒ Ｈｏｌｌｏｗ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ、２２４ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＳＵＲＦ．Ａ １７５（２００３年）を参照。
【００７０】
５．６ 本発明のカプセルへの物質の封入
本発明のカプセルのカプセル壁は、特定の外部刺激、例えばｐＨ、塩濃度、温度および溶媒組成における変化、電界の印加、または他の外部環境変化に曝すことにより、それらが物質を封入できるように調整することが可能である。例えば、本発明のカプセルは、可逆的に透過性（「開放状態」）になり、封入する物質を透過させることによって物質を封入することが可能である。その後、透過性を逆転させ（「閉鎖状態）、それにより物質を封入することが可能である。この工程は、本発明のカプセルをカプセル系に従い適当な条件に露出させることによって達成される。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＧ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖら、ｐＨ−Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ａｎｄ Ｒｅｌｅａｓｅ ｆｒｏｍ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｎａｎｏｃａｐｓｕｌｅｓ、２２ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＲＡＰＩＤ ＣＯＭＭＵＮ．、４４（２００１年）；Ａｎｔｉｐｏｖら、Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ、２００ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＡＮＤ ＳＵＲＦＡＣＥＳ Ａ：ＰＨＹＳＩＯＣＨＥＭ．ＥＮＧ．ＡＳＰＥＣＴＳ １９８（２００２年）；国際公開０２／１７８８８（２００２年３月７日公表）を参照。
【００７１】
一例では、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸で形成された本発明のカプセルは、約ｐＨ６．０のフルオレセインイソチオシアネートデキストラン７０，０００抱合体（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）溶液（濃度約１ｍｇ／ｍｌ）で約２０分間処理し、次にカプセルをｐＨ２．０の緩衝液に５分間曝すことにより前記デキストラン抱合体を封入することが可能である。処理中の溶液ｐＨは、０．０１Ｍのリン酸緩衝液を使用して制御することが可能である。この系に関連する透過性データは、下記の表に記載する。
【００７２】
【表８】
【００７３】
５．６．１ 封入物質
任意の物質を本発明のカプセルに、例えば第５．５の項目に従い上記の方法および／または他の公知の文献方法を用いて調製された本発明の中空カプセルに導入することが可能である。本発明のカプセルに取り込むことが有用な物質としては、それには限定されないが、細胞および遺伝物質などの生体材料；生体活性剤および医薬品、例えば小分子薬剤、ワクチン、抗体、ホルモン、成長因子、性不稔剤、受精阻害剤、受精促進剤、タンパク質、ペプチド、芳香剤、香料、ビタミンおよび栄養素；ならびに化学薬剤、例えばヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、農業物質（例えば肥料および農薬）、保存料、触媒、酵素、ポリマー、着色剤および色素（例えば蛍光化合物）、センサー分子、製剤賦形剤、界面活性剤および洗浄剤、および環境修復に用いる化学物質などがある。
【００７４】
適当な条件下での後の制御放出のための取り込みおよび／または封入に適当な物質としては、それには限定されないが、以下のものがある。オリゴマー分子およびポリマー分子、例えば天然および合成のポリペプチド、オリゴヌクレオチドおよびポリヌクレオチド、または合成水溶性ポリマー、例えばヘパリン、インスリン、カルシトニン、クロモリン、ヒト成長因子およびホルモン；ポリカチオン；塩基性成長因子、例えば線維芽細胞成長因子２（ＦＧＦ２）、インスリン様成長因子ＩＧＦ−Ｉ、スペルミンおよびキトサン；合成のポリカルボン酸、例えばポリ（スチレンスルホン酸）およびポリ（リン酸）；タンパク質、例えばアルブミンおよび主大豆タンパク質；ヘパリン結合タンパク質；成長因子、例えば線維芽細胞成長因子１（ＦＧＦ１）およびインスリン様成長因子ＩＧＦ−ＩＩ；組織プラスミノーゲン活性化因子（ｔ−ＰＡ）、例えばモンテプラーゼ；ヘパリンコファクターＩＩなどのコファクター、ヒアルロン酸、ヘパリンならびにＤＮＡ分子およびＲＮＡ分子；抗生物質、例えばピバンピシリンおよびセファロリジン；抗炎症薬、例えばグラフェニンアスピリン、フェナム酸（フルフェナム酸およびメフェナム酸）、イブプロフェン、フリブプロフェン（ｆｌｉｂｕｐｒｏｆｅｎ）、ナプロキセンおよびインドメタシン；麻酔薬、例えばエクゴニン（ｅｃｇｏｎｉｎｉｃ）酸、ベンゾカイン、プロカインおよびピリドカイン；ホルモン；神経伝達物質；体液性因子、例えばアンフェタミン、プロスタグランジン（ジノプロスト、ＰＧＥ１、ＰＧＦ１α、ＰＧＦ２αおよびＰＧＥ２）ならびにメパルフィノール；抗鬱薬およびトランキライザー、例えばジベンゾキセピン、エトリプタミン、メトピマジン（ｍｅｔｈｐｉｍａｚｉｎｅ）およびピパマジン；鎮痙剤、例えば臭化メタンテリン、臭化プロパンテリンおよびフェネサイリン（ｆｅｎｅｔｈｙｌｌｉｎｅ）；その他医薬品、例えばヒカントン；血圧降下薬、例えばブレチリウムトシレート、ジヒドララジンおよびブレチリウムトシレート；麻酔薬および中枢神経興奮薬、例えばネオスチグミン、エフェドリン、オキシフェドリン、レボノルデフリン、アンフェタミン、トラニルシプロミン、フェンカミンおよびヒドロキシアンフェタミン；抗鬱薬、例えばフェネルジンおよびフェニプラジン（ｐｈｅｎｉｐｒａｚｉｎｅ）；抗糖尿病薬剤、例えばフェンホルミン；抗生物質、例えばアセフィリン、カルベニシリン、セファロチン、ナフシリン、メチシリンおよびペニシリンＧ、エチオナミド、プロントジル、スルファニルアミドならびにスルファニルアミド誘導体；抗感染剤、例えばクロラザニル、アミノフェナゾール（ａｍｉｎｏｐｈｅｎａｚｏｌｅ）、トリメトプリム、ピリメタミン、プリマキンおよびソントキン（ｓｏｎｔｏｑｕｉｎｅ）；鎮痛薬、例えばフェナゾピリジン；降圧剤、例えばミノキシジル；肥満抑制剤、例えばフェンテルミンおよびクロルフェンテルミン；利尿剤、例えばエタクリン酸、プロベネシド、クロラザニル、アミノテトラジン（ａｍｉｎｏｔｅｔｒａｄｉｎｅ）、アミロリドおよびアミソテトラジン（ａｍｉｓｏｔｅｔｒａｄｉｎｅ）；抗コクシジウム薬、例えばアムプロリウム；駆虫薬、例えばジチアジニン（ｄｉｔｈｉａｚｉｎｉｎｅ）；神経毒；ビタミン類、例えばチアミン（Ｂ１）、ニコチン酸アミド（Ｂ３）、ピリドキサミン（Ｂ６）およびパントテン酸（Ｂ５）；エストロゲン（メタレネストリル）；酵素阻害剤、例えばノジュラリンおよびその合成誘導体であるシクロ［−（３Ｓ，Ｅ）−３−フェニルエチル−３−アミノプロパノイル−α−（Ｒ）−Ｇｌｕ−α−ＯＨ−γ−Ｓａｒ−（Ｒ）−Ａｓｐ−α−ＯＨ−β−（Ｓ）−Ｐｈｅ−］、およびシクロ［−（２Ｓ，３Ｓ，Ｅ）−２−メチル−３−フェニルエテニル−３−アミノプロパノイル−β−（Ｒ）−Ｇｌｕ−α−ＯＨ−γ−Ｓａｒ−（Ｒ）−Ａｓｐ−α−ＯＨ−β−（Ｓ）−Ｐｈｅ−］；筋弛緩剤、例えばフェニラミドール；ならびに、ビオチンおよびトロンボモジュリンなどのコファクター。
【００７５】
５．７ コア粒子または封入物質の放出
カプセル壁は、コア粒子または封入物質を周囲の環境に露出させてその物質を周囲の環境に放出するために、浸食するかまたは透過性になるようにすることが可能である。例えば、コア粒子または他の封入物は、カプセルの特定の組成に応じてある外部刺激、例えばｐＨ、塩濃度、温度および溶媒組成における変化、電界の印加、日光照射または他の外部環境変化にそれらを曝すことにより、本発明のカプセルから放出することができる。例えば、ｐＨ誘発性のカプセル分解またはｐＨ誘発性の透過性変化は、経口薬剤送達のために、または粘膜を通しての送達、例えば膣感染症の治療のための抗菌剤の送達のために使用することが可能である。本発明のカプセルの温度誘発は、経皮または皮内の薬剤送達のために使用することが可能である。
【００７６】
文献に記載されている方法は、本発明のカプセル内に封入されているコア粒子または物質の放出のために応用することが可能である。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＳ．Ａ．Ｓｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉら、Ｌａｙｅｒｅｄ，Ｅｒａｓａｂｌｅ，Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｆｉｌｍｓ、１２２ Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．Ｓｏｃ．９５５（２０００年）；Ｓｈｃｈｕｋｉｎら、Ｍｉｃｒｏｎ−Ｓｃａｌｅ Ｈｏｌｌｏｗ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ ｗｉｔｈ Ｎａｎｏｓｉｚｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｅ３Ｏ４ Ｉｎｓｉｄｅ、５７ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＬＥＴＴＥＲＳ １７４３（２００３年）を参照。あるいは、ポリマー系に従い、加熱または溶媒の添加により、例えば本明細書で参照により組み込まれているＳｈｉら、Ｒｅｌｅａｓｅ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｔｈｉｎ−Ｗａｌｌｅｄ Ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ Ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ、１７ ＬＡＮＧＭＵＩＲ ２０３６（２００１年）で記載されている方法を使用して、封入物質の放出を誘発することが可能である。
【００７７】
好ましくは、封入物質の放出は、カプセル壁が物質を放出するｐＨ環境にカプセルを曝すことによって達成することができる。
【００７８】
本発明の例示的ないくつかのポリマー系の臨界ｐＨを下記表に示す。
【００７９】
【表９】
【００８０】
カプセル壁の溶解は、臨界ｐＨ以上の環境にそれらを置くことによって達成される。
５．８ 本発明のカプセルの壁内および壁間に取り込まれる添加剤
【００８１】
任意の剤を本発明のカプセルの壁内および壁間に取り込むことができる。添加剤は公知の文献方法、例えば本明細書で参照により組み込まれているＮｉｃｏｌら、Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ ａｓ Ｎａｎｏｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ ｆｏｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、１９ ＬＡＮＧＭＵＩＲ ６１７８（２００３年）の方法によって取り込むことが可能である。好ましくは、レイヤー・バイ・レイヤー溶相析出のためには、取り込まれる物質は、本発明のポリマーが溶解する析出溶媒中で溶解または分散する。あるいは、その物質が蒸発してポリマーの１つと凝縮することができるならば、物質はカプセル壁に取り込むことができる。
【００８２】
５．８．１ 添加剤としての生体活性剤および医薬品
生体活性剤は、任意の生理的活性物質もしくは薬理学的活性物質でよく、または任意選択に薬剤として許容される担体および酸化防止剤、安定化剤、透過エンハンサー、その他などの更なる成分と組み合わせた物質でよい。生体活性剤は、ヒト、動物、昆虫または植物の生体に送達されることが公知の剤のいずれでもよい。好ましくは、本発明で使用される生体活性剤は、水溶性である。適当な生体活性剤としては、それには限定されないが、細胞などの生体材料；生体活性剤および医薬品、例えば小分子薬剤、ワクチン、抗体、ホルモン、成長因子、タンパク質、ペプチドおよび遺伝物質；ビタミン；栄養素；農業物質、例えば肥料および農薬；芳香剤；香味料；保存料；酵素などの触媒；ならびにポリマー；性不稔剤、受精阻害剤および受精促進剤がある。
【００８３】
本発明に用いられる生体活性剤の具体例としては、それには限定されないが、プロクロルペラジンエディシレート、硫酸第一鉄、アミノカプロン酸、塩酸メカミラミン、塩酸プロカインアミド、硫酸アンフェタミン、塩酸メタンフェタミン、塩酸ベンズアンフェタミン、硫酸イソプロテレノール、塩酸フェンメトラジン、塩化ベタネコール、塩化メタコリン、塩酸ピロカルピン、硫酸アトロピン、臭化スコポラミン、ヨウ化イソプロパミド、塩化トリジヘキセチル、塩酸フェンホルミン、塩酸メチルフェニデート、テオフィリンコリネートおよび塩酸セファレキシンがある。
【００８４】
５．９ （実施例）
５．９．１ 実施例１：本発明のカプセルの調製：ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン、ポリメタクリル酸およびポリエチレンオキシド
この実施例は、（１）ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン（Ｍｗ５５，０００）とポリエチレンオキシド（Ｍｗ２００，０００）との交互層を含むカプセル、および（２）ポリメタクリル酸（Ｍｗ１５０，０００）とポリエチレンオキシド（Ｍｗ２００，０００）との交互層を含むカプセルの調製を詳述する。
【００８５】
コア粒子は炭酸カドミウム粒子（ＣｄＣＯ３）であり、これは等量の１Ｍ硝酸カドミウム溶液および２Ｍ尿素溶液を混合し、次にこの混合物を９０℃で１６時間加熱することによって合成された。得られた結晶は菱面であり、大きさは０．１から１０μｍの範囲であった。
【００８６】
ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸またはポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸の多層は、次に本明細書で参照により組み込まれているＧ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ ｓｅｌｆ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ ｏｎ ｃｏｌｌｏｉｄａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ、１３７ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＳＵＲＦ．Ａ ２５３（１９９８年）；Ｇ．Ｄ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、Ｓｔｅｐｗｉｓｅ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｎ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ：ａ Ｎｏｖｅｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｄｅｓｉｇｎ、９ ＰＯＬＹＭ．ＡＤＶ．ＴＥＣＨＮＯＬ．７５９（１９９８年）；Ｆ．Ｃａｒｕｓｏ、ら、Ｅｌｅｃｔｏｓｔａｔｉｃ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ Ｓｉｌｉｃａ Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ−Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ ｏｎ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ Ｌａｔｅｘ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ、１２０ Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．Ｓｏｃ．８５２３（１９９８年）；Ａ．Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖ、ら、Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅ、１０５ ＰＨＹＳ．ＣＨＥＭ Ｂ ２２８１（２００１年）で記載されている遠心分離によるレイヤー・バイ・レイヤー技術を使用して調製された。
【００８７】
ポリマーは、０．２ｍｇ／ｍｌの溶液から析出した。析出および洗浄工程中の溶液ｐＨは、そのｐＨが酸性となるように塩酸で調節された０．０１Ｍのリン酸緩衝液を使用して調節した。フィルム接着性を増やすために、ＣｄＣＯ３粒子はｐＨ７．０の０．２ｍｇ／ｍｌポリメタクリル酸溶液で前処理し、次にｐＨ３．５の緩衝液で洗浄した。次に、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンまたはポリエチレンオキシド層から開始して、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸またはポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸の層の析出をｐＨ３．５で継続した。
【００８８】
各ポリマー析出サイクルの後に、過剰なポリマーは、（ａ）粒子分散液の遠心分離、（ｂ）ポリマー非含有緩衝液中への粒子の再分散、および（ｃ）この洗浄方法を少なくとも２回繰り返すことにより除去した。第２の層から、ｐＨ３．５の緩衝液をあらゆる洗浄工程で使用した。どの系でも激しい粒子凝集は観察されなかった。遠心分離の後に粒子を再分散させるのには、通常、沈殿物を軽く振ることで十分であった。時には、凝集を破壊するために沈殿物を１分間超音波処理した。典型的な実験では、最外部層がポリ−Ｎ−ビニルピロリドンまたはポリエチレンオキシドの１０のポリマー層を析出した。
【００８９】
ポリマー被覆粒子のＣｄＣＯ３コアは、次にｐＨ１．１の緩衝液に粒子を曝すことによって溶解した。コアを完全に取り出すための時間は３０分であった。
【００９０】
カプセル壁上に析出したポリマーの量を測定するために、２つの方策を使用した。先ず、ｉｎ ｓｉｔｕ ＡＴＲ−ＦＴＩＲを用いて、ポリマーが酸化Ｓｉの平面上へ析出するモデル系で多層成長を追跡した。表面酸化、第１の層とのプライミング、多層析出、ならびに吸着量の計算は、本明細書で参照により組み込まれているＳ．Ａ．ＳｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉおよびＳ．Ｇｒａｎｉｃｋ、Ｌａｙｅｒｅｄ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ３０１（２００２年）で記載されているように実施した。これらのＡＴＲ−ＦＴＩＲ研究の結果、１０層のポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸系およびポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸系の吸着総量はそれぞれ５６ｍｇ／ｍ２および３６ｍｇ／ｍ２であった。
【００９１】
第２に、コア溶解の後に電子エネルギー損失分光（ＥＥＬＳ）を使用してカプセル壁の厚みを測定した。図１は、ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセルのＳＴＥＭ画像を示す。より具体的には、図１はレース状炭素ＴＥＭサポートフィルム上のポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセル（明コントラスト）の高角環状暗視野ＳＴＥＭ画像である。暗領域は、サポートフィルム内の孔を表す。
【００９２】
下記表は、１検体につき少なくとも１２の異なるカプセルから測定された多層フィルムの平均膜厚を示す。
【００９３】
【表１０】
【００９４】
ＰＥＥＬＳスペクトルは、個々の多層カプセルを横切るラインスキャンに沿って２０ｎｍの間隔で収集した。平均カプセル肉厚は所定のカプセルからの１０の測定値を平均することによって得られ、２つの検体（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸およびポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）のそれぞれにおいて少なくとも１２のカプセルを調べた。
【００９５】
カプセルは、ｐＨ３．５の緩衝溶液からレース状炭素ＴＥＭサポートフィルム上に析出させ、乾燥、−１６５℃への冷却を経て、２００ｋｅＶのフィリップス製ＣＭ２０電界放出走査透過型電子顕微鏡（ＰＥＧ−ＳＴＥＭ）を使用してＧａｔａｎ ７７６ Ｅｎｆｉｎａ ＰＥＥＬＳスペクトロメータで分析した。カプセル壁の肉厚は以下の関係から導いた：２ｔ／λ＝ｌｎ（Ｉｔ／Ｉ０）、但しｔは厚みであり、λはポリマーの総非弾性電子散乱の平均自由行程（ＭＦＰ）であり、ＩｔおよびＩ０はそれぞれ総スペクトル強度およびゼロ−ロススペクトル強度である。ポリスチレンでの非弾性電子散乱の測定値に基づいて、λ＝２６０ｎｍを使用した。上の表から、Ｓｉ表面モデル（１ｇ／ｃｍ３の密度を仮定した場合１６ｎｍ対ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸系の５６ｎｍ、および１８ｎｍ対ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸系の３６ｎｍ）と比較して、ＣｄＣＯ３コア上へ析出すると１０層の厚さはかなり小さいことがわかる。
【００９６】
多層カプセルの形成の後は、ニコンＥｃｌｉｐｓｅ Ｅ１０００顕微鏡を使用して４０×ＬＵ Ｐｌａｎ対物レンズで蛍光光学顕微鏡検査を実施した。全ての画像は、高量子収率光安定Ａｌｅｘａ ４８８ Ｆｌｕｏｒヒドラジドフルオロフォア（例えばＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅ社、ユージン、ＯＲから市販されている）で染色した。この標識の構造式を図２に示す。この標識は、静電的水素結合ならびにファンデルワールス相互作用のために、広いｐＨ範囲でカプセル壁の官能基に非共有結合的に結合し、水素結合カプセルの蛍光画像化を可能にする。しかし、この染色は、標識が非イオン化カルボン酸基と水素結合を形成することが恐らく可能な、酸性のｐＨでより効率的である。
【００９７】
図２は、ｐＨ２．０における１０層ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセル（パネルＡ）およびポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸カプセル（パネルＢ）の蛍光画像を示す。挿入物は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ヒドラジドフルオロフォアの化学構造を示す。カプセルを染色するために、０．０２ＭのＡｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ヒドラジドナトリウム塩溶液を使用した。バーは４μｍと一致する。丈夫なカプセルが生成することがわかる。
【００９８】
５．９．２ ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸およびポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセルの共有結合性架橋
上記のように調製された本発明のカプセルのポリマー壁は、公知のカルボジイミド化学を応用して架橋した。カルボン酸基は、ｐＨ５．０の５ｍｇ／ｍｌの１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド塩酸（ＥＤＣ）溶液（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸多層の場合）で、またはｐＨ４．０の同溶液（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸多層の場合）で活性化し、次にポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸多層の場合ｐＨ５．８の、またはポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸多層の場合ｐＨ４．０の０．０１ｍｇ／ｍｌエチレンジアミンと反応させた。炭酸カドミウムのコアは、架橋後、修飾された粒子をｐＨ１．１に曝すことによって除去され、架橋カプセル壁が残された。
【００９９】
図３は、ｐＨ２（パネルＡ）における、またｐＨ１０に２時間曝した後（パネルＢ）の架橋１０層ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸カプセルの蛍光画像である。バーは４μｍと一致する。図３は、架橋処理の後、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸カプセルがｐＨ１０で安定したことを示す。数カ月間ｐＨ１０で保存された架橋カプセルは、いかなる崩壊の徴候も示さなかった。
【０１００】
図４で示すように、ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセルのｐＨ安定性も、架橋結合によって大いに改善された。図４は、ｐＨ２（パネルＡ）における、またｐＨ７に２時間曝した後（パネルＢ）の架橋１０層ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセルの蛍光画像を示す。バーは４μｍと一致する。ｐＨ７に曝されたとき、カプセルは少なくとも６日間観察された。
【０１０１】
５．９．３ 前駆体層を使用し、負に荷電した炭酸カドミウムまたは炭酸マンガン粒子をコアとして使用したポリ（エチレンオキシド）／ポリ（メタクリル酸）カプセルの調製
ポリエチレンイミン（Ｍｗ６００，０００）およびポリメタクリル酸（Ｍｗ１５０，０００）の前駆体層を、遠心分離とｐＨ３．５の水による３回の洗浄サイクルにより、ｐＨ３の０．２ｍｇ／ｍｌの溶液から負に荷電した炭酸カドミウムまたは炭酸マンガン粒子上に析出させた。各ポリマー水溶液のｐＨは、０．０１Ｍ ＨＣｌを使ってｐＨ３．５に調節した。負に荷電した炭酸カドミウム粒子は、Ａ．Ｊａｎｅｋｏｖｉｃ、ら、Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｃａｄｍｉｕｍ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ、１０３ Ｊ．ＣＯＬＬＯＩＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＳＣＩ．４３６（１９８５年）で記載されているように合成した。炭酸カドミウム平均粒度は、１０ミクロンであった。負に荷電した炭酸マンガン粒子は、Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖ、ら、Ｕｒｅａｓｅ−Ｃａｔａｌｙｚｅｄ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎｓｉｄｅ ｔｈｅ Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ Ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ、２４ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＲＡＰＩＤ ＣＯＭＭＵＮ．２７４（２００３年）で記載されているように合成した。炭酸マンガン平均粒度は、２ミクロンであった。
【０１０２】
次に、先に述べたようにポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸の二重層１つを、得られた中間カプセル上にｐＨ３．５でポリ−Ｎ−ビニルピロリドンから自己集合させた。
【０１０３】
次に、ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸層を、遠心分離を通してポリエチレンオキシドからｐＨ３．５で自己集合させた。各析出サイクルの後は、ｐＨ３．５の緩衝溶液で過剰なポリマーを洗い落とした。
【０１０４】
懸濁液の１２００ｒｐｍで１分間の遠心分離により、上清を除去した。所望の層数が析出した後、カプセルを０．１ＭのＨＣｌ水溶液で処理することによってカーボネートコアを溶解、除去した。
【０１０５】
得られた中空カプセルを数回ＨＣｌ溶液で洗浄して、コア溶解生成物を洗い流した。具体的には、上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸）４組成物の単一のカプセル壁の厚みは、電子エネルギー損失スペクトロメトリで測定され、１８±３ｎｍであった。その種のカプセルの典型的な蛍光顕微鏡検査画像は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸）３カプセルの蛍光顕微鏡画像である図５で示す。初期のテンプレートは、炭酸カドミウムであった。
【０１０６】
５．９．４ 前駆体層を使用し、正に荷電した炭酸カドミウムまたはマンガン粒子をコアとして使用したポリ（エチレンオキシド）／ポリ（メタクリル酸）カプセルの調製
ポリエチレンイミン（Ｍｗ６００，０００）およびポリメタクリル酸（Ｍｗ１５０，０００）の前駆体層を、遠心分離とｐＨ３．５の水による３回の洗浄サイクルにより、ｐＨ３．５の０．２ｍｇ／ｍｌの溶液から負に荷電した炭酸カドミウムまたは炭酸マンガン粒子上に析出させた。各ポリマー水溶液のｐＨは、０．０１Ｍ ＨＣｌを使ってｐＨ３．５に調節した。正に荷電した炭酸カドミウム粒子は、等量の１Ｍ硝酸カドミウムおよび１Ｍ炭酸ナトリウム溶液を混合することによって合成した。炭酸カドミウムの平均粒度は、１ミクロンであった。正に荷電した炭酸マンガン粒子は、Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖ、ら、Ｕｒｅａｓｅ−Ｃａｔａｌｙｚｅｄ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎｓｉｄｅ ｔｈｅ Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ Ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ、２４ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＲＡＰＩＤ ＣＯＭＭＵＮ．２７４（２００３年）で記載されているように合成した。炭酸マンガンの平均粒度は、２ミクロンであった。
【０１０７】
次に、先に述べたようにポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸の二重層１つを、得られた中間カプセル上にｐＨ３．５でポリ−Ｎ−ビニルピロリドンから自己集合させた。
【０１０８】
次に、ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸層を、遠心分離を通してポリエチレンオキシドからｐＨ３．５で自己集合させた。各析出サイクルの後は、ｐＨ３．５の緩衝溶液で過剰なポリマーを洗い落とした。
【０１０９】
懸濁液の１２００ｒｐｍで１分間の遠心分離により、上清を除去した。所望の層数が析出した後、カプセルを０．１ＭのＨＣｌ水溶液で処理することによってカーボネートコアを溶解、除去した。
【０１１０】
得られた中空カプセルを数回ＨＣｌ溶液で洗浄して、コア溶解の生成物を洗い流した。具体的には、上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。
【０１１１】
５．９．５ 前駆体層を使用しない、正に荷電した炭酸カドミウム／炭酸マンガン粒子をコアとして使用したポリ（エチレンオキシド）／ポリ（メタクリル酸）カプセルの調製
先ず、上で述べたように、ポリメタクリル酸を正に荷電した炭酸カドミウムまたは炭酸マンガン粒子上にｐＨ６．５の０．２ｍｇ／ｍｌの緩衝溶液から析出させ、次にｐＨ３．５の０．０１Ｍリン酸緩衝液で３回洗浄した。
【０１１２】
次に、上で述べたようにポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸層を、ポリエチレンオキシドからｐＨ３．５で自己集合させた。
【０１１３】
各析出サイクルの後は、ｐＨ３．５の緩衝溶液で過剰なポリマーを洗い落とした。懸濁液の１２００ｒｐｍで１分間の遠心分離により、上清を除去した。
【０１１４】
所望の層数が析出した後、カーボネートコアを溶解して中空カプセルを生成した。具体的には、０．１ＭのＨＣｌ溶液を使用してカーボネートコアを分解した。
【０１１５】
得られた中空カプセルを数回ＨＣｌ溶液で洗浄して、コア分解生成物を除去した。具体的には、上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸）５組成物の単一のカプセル壁の厚みは、電子エネルギー損失スペクトロメトリで測定され、１６±３ｎｍであった。
５．９．６ 前駆体層を使用しない、二酸化ケイ素粒子をコアとして使用したポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセルの調製
【０１１６】
先ず、ポリエチレンオキシド層を、４．０±０．２μｍのＳｉＯ２粒子（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｉｎｃ）上に０．０１ＭのＨＣｌでｐＨ２．５に調節した０．２ｍｇ／ｍｌのポリエチレンオキシド溶液から析出させ、次にｐＨ２．５の０．０１Ｍリン酸緩衝液で３回洗浄した。その後、先に述べたようにポリメタクリル酸層をｐＨ２．５で自己集合させた。
【０１１７】
各析出サイクルの後は、ｐＨ２．５の緩衝溶液で過剰なポリマーを洗い落とした。懸濁液の１０００ｒｐｍで０．５分間の遠心分離により、上清を除去した。
【０１１８】
所望の層数が析出した後、被覆された粒子の懸濁液を５％のフッ化水素酸／水溶液に３時間曝すことにより、ケイ酸コアを溶解して中空カプセルを生成した。得られた中空カプセルを３回ＨＦ溶液で洗浄した後、残存するＨＦ水溶液を洗い流すためにｐＨ２の緩衝液で数回洗浄した。上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。
【０１１９】
５．９．７ 前駆体層を使用し、正または負に荷電した炭酸カドミウムまたは炭酸マンガンコア粒子を使用したポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸の調製
先ず、上で述べたように、ポリエチレンイミンおよびポリメタクリル酸の前駆体層を、間にｐＨ３．５での洗浄サイクルを３回入れ、ｐＨ３．５の０．２ｍｇ／ｍｌの溶液から正または負に荷電した炭酸カドミウム／炭酸マンガンコア粒子（組成は上で記載）上に析出させた。
【０１２０】
次に、上で述べたように、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸層を、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンからｐＨ３．５で自己集合させた。各析出サイクルの後は、ｐＨ
【０１２１】
３．５の緩衝溶液で過剰なポリマーを洗い落とした。
懸濁液の１２００ｒｐｍで１分間の遠心分離により、上清を除去した。所望の層数が析出した後、カーボネートコアを溶解して中空カプセルを生成した。具体的には、０．１ＭのＨＣｌ溶液を使用して粒子を分解した。
【０１２２】
得られた中空カプセルを数回０．０１ＭのＨＣｌ溶液で洗浄して、コアの分解生成物を洗い流した。上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）５組成物の単一のカプセル壁の厚みは、電子エネルギー損失スペクトロメトリで測定され、４４±５ｎｍであった。その種のカプセルの典型的な蛍光顕微鏡検査画像は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）４カプセルの蛍光顕微鏡画像である図６で示す。初期のテンプレートは、炭酸カドミウムであった。
【０１２３】
５．９．８ 前駆体層を使用しない、二酸化ケイ素粒子をコアとして使用したポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）／ポリメタクリル酸ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸の調製
先ず、上で述べたように、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン層を４μｍのＳｉＯ２粒子上にｐＨ１．６の０．２ｍｇ／ｍｌのポリ−Ｎ−ビニルピロリドン溶液から析出させ、次にｐＨ１．６の緩衝液で３回洗浄した。
【０１２４】
その後、ポリメタクリル酸層をｐＨ２で自己集合させた。自己集合は、先に述べたように行った。各析出サイクルの後、ｐＨ１．６の緩衝溶液で過剰なポリマーを洗い落とした。懸濁液の１０００ｒｐｍで０．５分間の遠心分離により、上清を除去した。
【０１２５】
所望の層数が析出した後、粒子を分解して中空カプセルを生成するために、被覆された粒子の懸濁液を５％のＨＦ／水溶液に３時間曝すことによりケイ酸コアを溶解した。得られた中空カプセルを３回ＨＦ水溶液で洗浄した後、残存するＨＦを全て除去するためにｐＨ２の緩衝液で数回洗浄した。この洗浄工程中、上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。その種のカプセルの典型的な蛍光顕微鏡検査画像は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）４カプセルの蛍光顕微鏡画像である図７で示す。初期のテンプレートは、ＳｉＯ２であった。
【０１２６】
（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）４組成物の単一のカプセル壁の厚みは、電子エネルギー損失スペクトロメトリで測定され、３１±４ｎｍであった。
【０１２７】
５．９．９ 温度感応性ポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／ポリメタクリル酸カプセルの調製
上で述べたように、ポリエチレンイミンおよびポリメタクリル酸の前駆体層を、ｐＨ３．５での洗浄サイクルを３回実施しながら、ｐＨ３．５の０．２ｍｇ／ｍｌの溶液から正または負に荷電した炭酸カドミウム粒子（１６〜２０μｍ）上に析出させた。
【０１２８】
次に、上で述べたように、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸の二重層１つを、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンからｐＨ３．５で自己集合させた。次に、上で述べた方法により、ポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（Ｍｗ ３００，０００、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ｉｎｃ．）／ポリメタクリル酸層を、ポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミドからｐＨ３．５で自己集合させた。析出時間は、１５分であった。各析出サイクルの後は、ｐＨ３．５の緩衝溶液で洗浄して過剰なポリマーを洗い落とした。洗浄後は毎回、懸濁液の１２００ｒｐｍで０．５分間の遠心分離により、上清を除去した。
【０１２９】
所望の層数が析出した後、上で述べたようにカプセルを０．１ＭのＨＣｌ水溶液で処理することによってカーボネートコアを溶解した。得られた中空カプセルを数回ＨＣｌ溶液で洗浄して、コア分解生成物を除去した。洗浄工程中、上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。
【０１３０】
析出サイクルの間、ポリマー溶液を冷蔵庫で冷却することによって５℃に維持した。得られた（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／ポリメタクリル酸）２カプセルの単一の壁の厚みは、電子エネルギー損失スペクトロメトリで測定され、６８．９±１８．７ｎｍであった。その種のカプセルの典型的な蛍光顕微鏡検査画像は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／ポリメタクリル酸）２カプセルの蛍光顕微鏡画像である図８で示す。初期のテンプレートは、炭酸カドミウムであった。
【０１３１】
５．９．１０ 温度感応性ポリビニルメチルエーテル／ポリメタクリル酸カプセルの調製
先ず、前記方法に従い、ポリエチレンイミンおよびポリメタクリル酸の前駆体層を、ｐＨ３．５での洗浄サイクルを３回入れながら、ｐＨ３．５の０．２ｍｇ／ｍｌの溶液から正または負に荷電した炭酸カドミウム粒子（１６〜２０μｍ）上に析出させた。
【０１３２】
次に、ｐＨ４．５の緩衝液で３回洗浄することによって、懸濁液のｐＨを４．５に調節した。次に、上で述べた方法に従い、ポリビニルメチルエーテル／ポリメタクリル酸層を、ポリビニルメチルエーテルからｐＨ４．５で自己集合させた。析出時間は、１５分であった。各析出サイクルの後、ｐＨ４．５の緩衝溶液で洗浄することにより過剰なポリマーを除去した。洗浄中は毎回、懸濁液の１２００ｒｐｍで０．５分間の遠心分離により、上清を除去した。
【０１３３】
所望の層数が析出した後、上で詳述したように０．１ＭのＨＣｌ水溶液によりカーボネートコアを溶解して中空カプセルを生成した。得られた中空カプセルを数回ＨＣｌ水溶液で洗浄して、コア分解生成物を除去した。洗浄中、上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。析出サイクルの間、ポリマー溶液を冷蔵庫で冷却することによって５℃に維持した。
【０１３４】
得られた（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリビニルメチルエーテル／ポリメタクリル酸）３カプセルの単一の壁の厚みは、電子エネルギー損失スペクトロメトリで測定され、５２．４±３．７ｎｍであった。その種のカプセルの典型的な蛍光顕微鏡検査画像は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリビニルメチルエーテル／ポリメタクリル酸）３カプセルの蛍光顕微鏡画像である図９で示す。初期のテンプレートは、炭酸カドミウムであった。
【０１３５】
５．９．１１ 温度感応性ポリビニルカプロラクタム／ポリメタクリル酸カプセルの調製
上で述べた方法に従い、ポリエチレンイミンおよびポリメタクリル酸の前駆体層を、ｐＨ３．５での洗浄サイクルを３回入れながら、ｐＨ３．５の０．２ｍｇ／ｍｌ溶液から正または負に荷電した炭酸カドミウム粒子（１６〜２０μｍ）上に析出させた。
【０１３６】
次に、上述の方法に従い、ポリビニルカプロラクタム／ポリメタクリル酸層（ポリビニルカプロラクタムの分子量は５００，０００であり、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｎｃ．、カナダ、から購入）を、ポリビニルカプロラクタムから始めてｐＨ３．５で自己集合させた。析出時間は、１５分であった。各析出サイクルの後、ｐＨ３．５の緩衝溶液で洗浄することにより過剰なポリマーを除去した。洗浄方法の一部として、懸濁液の１２００ｒｐｍで０．５分間の遠心分離により、上清を除去した。
【０１３７】
所望の層数が析出した後、上で述べたように０．１ＭのＨＣｌ溶液を使用してカーボネートコアを溶解し、中空カプセルを生成した。得られた中空カプセルを数回ＨＣｌ溶液で洗浄して、コア分解生成物を除去した。洗浄方法の一部として、上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。析出サイクルの間、ポリマー溶液を５℃に維持した。
【０１３８】
得られた（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリビニルカプロラクタム／ポリメタクリル酸）３カプセルの単一の壁の厚みは、電子エネルギー損失スペクトロメトリで測定され、５１．０±１１．１ｎｍであった。前記方法で生成されたカプセルの蛍光顕微鏡検査画像は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリビニルカプロラクタム／ポリメタクリル酸）３カプセルの蛍光顕微鏡画像である図１０で示す。初期のテンプレートは、炭酸カドミウムであった。
【０１３９】
５．９．１２ ポリメタクリル酸のカルボン酸基および二官能性架橋試薬の官能基を通した水素結合多層の共有結合性架橋
下記表１に要約したように、（ポリメタクリル酸／ポリエチレンオキシド）５多層または（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）５多層を、本発明に従い、Ｓ．Ａ．Ｓｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉら、Ｌａｙｅｒｅｄ，Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ３０１（２００２年）で記載されている方法を応用することによって自己集合させた。析出はｐＨ３．５で実施した。
【０１４０】
したがって、下記スキーム１で概説したように、自己集合した（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸）または（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）のカルボン酸基を、ｐＨ４．０の５ｍｇ／ｍｌの１−エチル−３−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−カルボジイミド塩酸（ＥＤＣ）および５ｍｇ／ｍｌのＮ−ヒドロキシスルホスクシンイミドナトリウム塩溶液の混合物で活性化した（（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）多層および（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸）多層の両方について）。
【０１４１】
次に、下記スキーム１で概説したように、適当なｐＨで０．０１ｍｇ／ｍｌの二官能性架橋剤エチレンジアミンと反応させることによって、層を架橋させた（下記表１を参照）。
【０１４２】
各組みの条件の結果を下記表１で示す。得られた多層構造を図１１に図式的に示す。図１１は、ポリメタクリル酸のカルボン酸基および二官能性架橋試薬の官能基を通した水素結合多層の共有結合性架橋により生成した多層構造を、模式的に表す。
【０１４３】
【化１】
【０１４４】
【表１１】
【０１４５】
５．９．１３ ポリメタクリル酸のカルボン酸基および二官能化ポリ（エチレングリコール）の官能基を通した水素結合多層の共有結合性架橋
下記表に要約したように、（ポリメタクリル酸／二官能化ポリエチレングリコール）多層を、本発明に従い、下記表に示した二官能化ポリエチレングリコールを使用して、Ｓ．Ａ．Ｓｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉら、Ｌａｙｅｒｅｄ，Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ３０１（２００２年）で記載されている方法を応用することによって自己集合させた。析出はｐＨ３．５で実施した。
【０１４６】
【表１２】
【０１４７】
次に、自己集合したポリマーのカルボン酸基を、ｐＨ４．０の５ｍｇ／ｍｌの１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド塩酸および５ｍｇ／ｍｌのＮ−ヒドロキシスルホスクシンイミドナトリウム塩溶液の混合物で活性化した。多層内のポリメタクリル酸の活性化カルボン酸基と二官能化ポリ（エチレングリコール）の末端基との間の共有結合性架橋性反応を完了するために、２時間を費やした。
安定性の範囲を下記表で示す。得られた多層構造は、図１２で図式的に示す。
【０１４８】
【表１３】
【０１４９】
５．１０ 定義
本明細書で使用されるように、用語中性ポリマーは、イオン結合を有さず、共有結合だけで構成されるポリマーを意味する。即ち、ポリマー上にイオン化基および塩は存在せず、したがって荷電基が存在しない。
【０１５０】
５．１１ 結論
上記の背景技術、発明の開示、図および発明を実施するための最良の形態に照らし、ある実施形態において、本発明は、
（ａ）粒子、
（ｂ）第１の中性ポリマーフィルム、および
（ｃ）第１の中性ポリマーフィルムと接触している第２の中性ポリマーフィルム
からなり、
前記粒子が水性媒体に部分的または実質的に可溶性である物品に関する。
他の実施形態では、本発明は、
（ａ）粒子、
（ｂ）第１の中性ポリマーフィルム、および
（ｃ）第１の中性ポリマーフィルムと接触している第２の中性ポリマーフィルム
からなり、
前記粒子の直径が約３．５ｎｍから約３．５ｍｍである物品に関する。
他の実施形態では、本発明は、
（ａ）第１の中性ポリマーフィルム、
（ｂ）第１の中性ポリマーフィルムと接触している第２の中性ポリマーフィルム、および
（ｃ）空洞
からなるカプセルに関する。
【０１５１】
他の実施形態では、本発明は、
（ａ）第１の非荷電のポリマー溶液を容積が約５０ｎｍ３から約５０ｍｍ３の粒子と接触させて粒子を第１の非荷電のポリマーフィルムでコーティングすることと、
（ｂ）コーティングされた粒子を第２の非荷電のポリマー溶液と接触させてコーティングされた粒子を第２の非荷電ポリマーフィルムでコーティングすることとからなるカプセルの作製方法に関する。
【０１５２】
他の実施形態において、本発明は、
（ａ）第１の非荷電のポリマー溶液を粒子と接触させて粒子を第１の中性ポリマーフィルムでコーティングすることと、
（ｂ）コーティングされた粒子を第２の非荷電のポリマー溶液と接触させてコーティングされた粒子を第２の中性ポリマーフィルムでコーティングすることとからなるカプセルの作製方法に関する。
【０１５３】
本発明は、明細書および実施例で開示されている具体的な実施形態によって範囲が制限されるものではなく、それらは本発明の２、３の実施形態の例示が目的である。機能的に上述したものと同等の実施形態は、いずれも本発明の範囲内である。実際、本明細書で示され記載されているものに加えて、本発明の様々な修正が当業者には明らかになろうし、また、それらは付属の請求項の範囲に含まれるものとする。引用した全ての文献は、参照により本明細書で完全に組み込まれている。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸で構成される本発明のカプセルのＳＴＥＭ画像である。
【図２】ｐＨ＝２．０における本発明の１０層ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセル（パネルＡ）および本発明のポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸カプセル（パネルＢ）の蛍光画像である。
【図３】ｐＨ＝２（パネルＡ）におけるまたｐＨ＝１０に２時間曝した後（パネルＢ）の本発明の架橋１０層ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸カプセルの蛍光画像である。
【図４】ｐＨ＝２（パネルＡ）におけるまたｐＨ＝７に２時間曝した後（パネルＢ）の本発明の架橋１０層ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセルの蛍光画像である。
【図５】Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸）３カプセルの蛍光顕微鏡画像である。
【図６】Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）４カプセルの蛍光顕微鏡画像である。
【図７】Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）４カプセルの蛍光顕微鏡画像である。
【図８】Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）（ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／ポリメタクリル酸）２カプセルの蛍光顕微鏡画像である。
【図９】Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリビニルメチルエーテル／ポリメタクリル酸）３カプセルの蛍光顕微鏡画像である。初期のテンプレートは、炭酸カドミウムであった。
【図１０】Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリビニルカプロラクタム／ポリメタクリル酸）３カプセルの蛍光顕微鏡画像である。
【図１１】ポリメタクリル酸のカルボン酸基および二官能性架橋試薬の官能基を通した水素結合多層の共有結合性架橋を表す模式図である。
【図１２】水素結合多層の共有結合性架橋を表す模式図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非荷電の層が水素結合によって結合している多層中性ポリマーフィルムのカプセルに関する。より詳細には、本発明はマイクロサイズおよびナノサイズのカプセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの用途において、物質の放出を制御できることが望まれる。近年、マイクロカプセルは、特にバイオテクノロジー、医学、医薬品、例えば薬剤送達、食品、農業、香水、パーソナルケアおよび化粧品の分野で、カプセル化有効成分の放出制御に関してかなり注目されている。例えば、Ｋ．ＰＡＲＫ、ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ ＤＲＵＧ ＤＥＬＩＶＥＲＹ：ＣＨＡＬＬＥＮＧＥＳ ＡＮＤ ＳＴＲＡＴＥＧＩＥＳ、（Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、ワシントンＤ．Ｃ．、１９９７年）；Ｊ．Ｋｏｓｔ、Ｒ．Ｌａｎｇｅｒ、Ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ、４６ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＤＲＵＧ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＲＥＶＩＥＷＳ １２５（２００１年）を参照。
【０００３】
静電結合しているポリマー多層からなるカプセルが、制御された送達での使用のために研究されてきた。例えば、Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖら、ｐＨ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｉｎ Ａｎｄ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｆｒｏｍ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｎａｎｏｃａｐｓｕｌｅｓ、２２ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＲＡＰＩＤ ＣＯＭＭＵＮ．、４４（２００１年）を参照。そのような静電結合多層カプセルは、一般には基質上への静電荷電ポリマーの層毎の逐次吸着によって調製される。Ｇ．ＤｅｃｈｅｒおよびＪ．Ｄ．Ｈｏｎｇ、Ｂｕｉｌｄｕｐ ｏｆ Ｕｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｆｉｌｍｓ ｂｙ ａ Ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ：Ｉ．Ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ａｎｉｏｎｉｃ ａｎｄ Ｃａｔｉｏｎｉｃ Ｂｉｐｏｌａｒ ４６ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＣＨＥＭ．ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＳＹＭＰ．３２１（１９９１年）；Ｐ．Ｆｉｓｈｅｒら、Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ Ｂｅａｒｉｎｇ Ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ、１３７ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＳＹＭＰ．１（１９９９年）。この自己集合技術は、正と負が交互する静電的荷電による交互ポリマー層間の誘引に依存する。同上。この技術を使用して、静電荷電超薄膜がマイクロサイズおよびナノサイズの粒状基質上に形成されている。
【０００４】
有利なことに、この多層が可溶性粒状基質の上に形成される場合には、この基質をその後適当な条件下で溶かして静電結合した中空の多層ポリマーフィルムカプセルを生成することが可能である。例えば、Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖら、Ｓｔｅｐｗｉｓｅ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｎ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ：ａ Ｎｏｖｅｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｄｅｓｉｇｎ、９ ＰＯＬＹＭ．ＡＤＶ．ＴＥＣＨＮＯＬ．７５９（１９９８年）を参照。色素、小有機分子、酵素および生体高分子が封入されているそのようなカプセルが製造されている。例えば、Ａ．Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖ、ら、Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅ、１０５ＰＨＹＳ．ＣＨＥＭ．Ｂ ２２８１（２００１年）；Ｘ．Ｑｉｕ、ら、Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｉｂｕｐｒｏｆｅｎ ｉｎ Ｖａｒｉｏｕｓ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ、２８６ ＭＡＴＥＲ．ＥＮＧ．５９１（２００１年）；Ｆ Ｃａｒｕｓｏ、ら、Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｎｃｈａｒｇｅｄ Ｌｏｗ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｂｙ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、１６ ＬＡＮＧＭＵＩＲ ８９３２（２０００年）；Ｆ．Ｃａｒｕｓｏ、ら、Ｅｎｚｙｍｅ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅｓ、１６ ＬＡＮＧＭＵＩＲ １４８５（２０００年）；Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、ｐＨ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ａｎｄ Ｒｅｌｅａｓｅ ｆｒｏｍ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｎａｎｏｃａｐｓｕｌｅｓ、 ２２ ＲＡＰＩＤ ＣＯＭＭＵＮ．４４（２００１年）を参照。
【０００５】
しかし、残念なことに、特定の制御された送達に応用するために静電結合多層カプセル系を微調整することは困難である。したがって、そのようなカプセルは、周囲環境への物質の放出を制御する上での有用性は限られたものである。
【非特許文献１】Ｋ．ＰＡＲＫ、ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ ＤＲＵＧ ＤＥＬＩＶＥＲＹ：ＣＨＡＬＬＥＮＧＥＳ ＡＮＤ ＳＴＲＡＴＥＧＩＥＳ、（Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、ワシントンＤ．Ｃ．、１９９７年）
【非特許文献２】Ｊ．Ｋｏｓｔ、Ｒ．Ｌａｎｇｅｒ、Ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ、４６ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＤＲＵＧ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＲＥＶＩＥＷＳ １２５（２００１年）
【非特許文献３】Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖら、ｐＨ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｉｎ Ａｎｄ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｆｒｏｍ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｎａｎｏｃａｐｓｕｌｅｓ、２２ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＲＡＰＩＤ ＣＯＭＭＵＮ．、４４（２００１年）
【非特許文献４】Ｇ．ＤｅｃｈｅｒおよびＪ．Ｄ．Ｈｏｎｇ、Ｂｕｉｌｄｕｐ ｏｆ Ｕｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｆｉｌｍｓ ｂｙ ａ Ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ：Ｉ．Ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ａｎｉｏｎｉｃ ａｎｄ Ｃａｔｉｏｎｉｃ Ｂｉｐｏｌａｒ ４６ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＣＨＥＭ．ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＳＹＭＰ．３２１（１９９１年）
【非特許文献５】Ｐ．Ｆｉｓｈｅｒら、Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ Ｂｅａｒｉｎｇ Ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ、１３７ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＳＹＭＰ．１（１９９９年）
【非特許文献６】Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖら、Ｓｔｅｐｗｉｓｅ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｎ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ：ａ Ｎｏｖｅｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｄｅｓｉｇｎ、９ ＰＯＬＹＭ．ＡＤＶ．ＴＥＣＨＮＯＬ．７５９（１９９８年）
【非特許文献７】Ａ．Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖ、ら、Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅ、１０５ ＰＨＹＳ．ＣＨＥＭ．Ｂ ２２８１（２００１年）
【非特許文献８】Ｘ．Ｑｉｕ、ら、Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｉｂｕｐｒｏｆｅｎ ｉｎ Ｖａｒｉｏｕｓ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ、２８６ ＭＡＴＥＲ．ＥＮＧ．５９１（２００１年）
【非特許文献９】Ｆ Ｃａｒｕｓｏ、ら、Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｎｃｈａｒｇｅｄ Ｌｏｗ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｂｙ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、１６ ＬＡＮＧＭＵＩＲ ８９３２（２０００年）
【非特許文献１０】Ｆ．Ｃａｒｕｓｏ、ら、Ｅｎｚｙｍｅ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅｓ、１６ ＬＡＮＧＭＵＩＲ １４８５（２０００年）
【非特許文献１１】Ｆ．ＡＬＢＥＲＴ ＣＯＴＴＯＮおよびＧＥＯＦＦＲＥＹ ＷＩＬＫＩＮＳＯＮ、ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＩＮＯＲＧＡＮＩＣ ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ ９０〜９４頁（第５版、１９８８年）
【非特許文献１２】Ｓ．Ａ．Ｓｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉら、Ｌａｙｅｒｅｄ，Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ３０１（２００２年）
【非特許文献１３】Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ ｏｎ Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ、１３７ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＳＵＲＦ．Ａ ２５３（１９９８年）
【非特許文献１４】Ｆ．Ｃａｒｕｓｏ、ら、Ｅｌｅｃｔｏｓｔａｔｉｃ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ Ｓｉｌｉｃａ Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ−Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ ｏｎ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ Ｌａｔｅｘ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ、１２０ Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．Ｓｏｃ．８５２３（１９９８年）
【非特許文献１５】Ｊ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｎｏｆｆら、Ｓｐｒａｙｅｄ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ、１６、ＬＡＮＧＭＵＩＲ ９９６８（２０００年）
【非特許文献１６】Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｂｙ Ｍｅａｎｓ ｏｆ Ｓｔｅｐ−Ｗｉｓｅ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ、１７ Ｊ．ＭＩＣＲＯＥＮＣＡＰＳＵＬＡＴＩＯＮ １７７（２０００年）
【非特許文献１７】Ｒ．Ｆ．ＥＧＥＲＴＯＮ、ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＥＮＥＲＧＹ−ＬＯＳＳ ＳＰＥＣＴＲＯＳＣＯＰＹ ＩＮ ＴＨＥ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ（第２版、１９９６年）
【非特許文献１８】Ｖ．Ｋｏｚｌｏｖｓｋａｙａ、ら、Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３６ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ８５９０〜８５９２（２００３年）
【非特許文献１９】Ａ．Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖら、Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｆｏｒ Ｈｏｌｌｏｗ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ、２２４ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＳＵＲＦ．Ａ １７５（２００３年）
【非特許文献２０】Ｍ．Ａｄａｍｃｚｙｋら、Ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙ Ｒｅａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｔｈｙｒｏｉｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ １．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｔｈｙｒｏｘｉｎｅ Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｓ ５ ＢＩＯＣＯＮＪＵＧＡＴＥ ＣＨＥＭ．４５９（１９９４年）
【非特許文献２１】Ｔ．Ｓｅｒｉｚａｗａら、Ｔｈｅｒｍｏｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ２１８４（２００２年）
【非特許文献２２】Ａｎｔｉｐｏｖら、Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ、２００ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＡＮＤ ＳＵＲＦＡＣＥＳ Ａ：ＰＨＹＳＩＯＣＨＥＭ．ＥＮＧ．ＡＳＰＥＣＴＳ １９８（２００２年）
【特許文献１】国際公開０２／１７８８８（２００２年３月７日公表）
【非特許文献２３】Ｓ．Ａ．Ｓｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉら、Ｌａｙｅｒｅｄ，Ｅｒａｓａｂｌｅ，Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｆｉｌｍｓ、１２２ Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．Ｓｏｃ．９５５（２０００年）
【非特許文献２４】Ｓｈｃｈｕｋｉｎら、Ｍｉｃｒｏｎ−Ｓｃａｌｅ Ｈｏｌｌｏｗ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ ｗｉｔｈ Ｎａｎｏｓｉｚｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｅ３Ｏ４ Ｉｎｓｉｄｅ、５７ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＬＥＴＴＥＲＳ １７４３（２００３年）
【非特許文献２５】Ｓｈｉら、Ｒｅｌｅａｓｅ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｔｈｉｎ−Ｗａｌｌｅｄ Ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ Ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ、１７ ＬＡＮＧＭＵＩＲ ２０３６（２００１年）
【非特許文献２６】Ｎｉｃｏｌら、Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ ａｓ Ｎａｎｏｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ ｆｏｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、１９ ＬＡＮＧＭＵＩＲ ６１７８（２００３年）
【非特許文献２７】Ａ．Ｊａｎｅｋｏｖｉｃ、ら、Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｃａｄｍｉｕｍ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ、１０３ Ｊ．ＣＯＬＬＯＩＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＳＣＩ．４３６（１９８５年）
【非特許文献２８】Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖ、ら、Ｕｒｅａｓｅ−Ｃａｔａｌｙｚｅｄ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎｓｉｄｅ ｔｈｅ Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ Ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ、２４ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＲＡＰＩＤ ＣＯＭＭＵＮ．２７４（２００３年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特定の用途および環境に応じて制御可能に物質を封入しかつ／または放出するようにカプセルを合わせられる設計の柔軟性を可能にするマイクロサイズおよびナノサイズの多層カプセル系が求められている。そのようなカプセルは、薬剤送達および他の制御された送達の応用など、広範囲の用途において有用となるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、水素結合（静電的荷電に対するものとして）によって結合しているポリマーの中性（非荷電）層からなるカプセルを提供する。好ましくは、本発明のカプセルは、ミリメートル、マイクロメートルまたはナノメートル−スケールのカプセル、より好ましくはナノメートル−スケールのカプセルである。
【０００８】
本発明は、そのようなカプセルの製造方法も提供する。本発明のカプセルは、レイヤー・バイ・レイヤー技術を使用してコア粒子上に中性ポリマーフィルムを積層、形成することによって調製される。したがって、１実施形態では、本発明のカプセルはコア粒子を含む。
【０００９】
本発明のカプセルは、カプセルの特定の組成に応じて特定の外部刺激、例えばｐＨ、塩濃度、温度および溶媒組成における変化、電界の印加、日光照射または他の外部環境変化に曝すことにより、コア粒子または他の封入された物質を制御された明確な方法で送達するのに有用である。
【００１０】
多層カプセルを生成するために以前に使用された静電気的自己集合とは対照的に、本発明の水素結合相互作用は、多層カプセルのレイヤー・バイ・レイヤー成長を促進させるための有利な代替原動力となる。
【００１１】
水素結合は、（１）電気陰性度のより高い原子と結合した水素原子と、（２）同じく水素よりも電気陰性度が高く１つまたは複数の孤立電子対を有する他の原子、例えば酸素、硫黄、窒素またはリンとの間の比較的弱い二次相互作用である。水素結合は、広く研究されてきている。例えば、参照により本明細書に組み込まれているＦ．ＡＬＢＥＲＴ ＣＯＴＴＯＮおよびＧＥＯＦＦＲＥＹ ＷＩＬＫＩＮＳＯＮ、ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＩＮＯＲＧＡＮＩＣ ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ ９０〜９４頁（第５版、１９８８年）を参照。
【００１２】
１実施形態では、本発明のカプセルは、外部刺激に対して状況に応じた反応を与える。例えば、この実施形態の１バージョンにおいて、カプセルは外部のｐＨ値に対して感受性が高い。カプセルは、特定の外部刺激に応じてコア粒子または封入物質を放出するように設計することが可能である。例えば、カプセル壁は層数およびポリマー系に従い、選択されたｐＨである期間にわたってコア粒子または他の封入物質を放出するように設計することが可能である。本発明のカプセルがコア粒子または封入物質の放出速度を急激に高くし始めるｐＨは、本明細書で臨界ｐＨと称す。臨界ｐＨ値は、ポリマー系および他の変数の選択によって制御される。
【００１３】
他の実施形態では、本発明の水素結合した多層カプセルは、酸性条件下では急速にまた制御不能的に分離する既知の静電気結合ポリマー多層とは対照的に、特に弱いポリ酸で構成されたものとは対照的に、低いｐＨ（例えばｐＨ約１以下）で注目に値する安定性を示す。
【００１４】
ある実施形態において、本発明のカプセルの層間の分子間水素結合による接着は減少して、崩壊を開始する。しかし１実施形態では、本発明のカプセルの水素結合多層は、中性および塩基性のｐＨ値では共有結合性架橋により安定する。本発明のカプセルのポリマー層が架橋している場合は、高いｐＨ値でも多層壁の安定性は向上する。この実施形態のある態様において、架橋壁は超薄ゲルであり、その厚みおよび特性は個体コアに最初に形成されたポリマー層の数、架橋度およびポリマー系の選択によって都合よく制御することが可能である。
【００１５】
本発明の他の実施形態では、本発明のカプセルは封入された物質、例えば医薬物質または他の生体活性物質を含む。そのようなカプセルは、カプセル壁が物質を放出するように設計されている環境にそれらを置くと、封入物質を制御可能に送達するために使用することが可能である。例えば、本発明のカプセルは、人体内で特定のｐＨ値で制御可能に崩壊するように調整することが可能である。人体の異なる領域は異なるｐＨ値を有し、例えば消化管のｐＨはその部位によって口の塩基性ｐＨから、胃の高い酸性度、および腸の中性乃至弱塩基性ｐＨ（約７．５）まで変化する。本発明のカプセルは、消化管の特定部分で崩壊して封入物質をそこに送達するように設計することが可能である。
【００１６】
他の実施形態では、本発明のカプセルに含まれているコア粒子は、その後カプセル壁が不溶解性である媒体中で溶解することにより除去することが可能である。本発明の中空カプセルは、以降の放出制御用途のための物質、例えばそれには限定されないが、細胞および遺伝物質などの生体材料；生体活性剤および医薬品、例えば小分子薬剤、ワクチン、抗体、ホルモン、成長因子、性不稔剤、受精阻害剤、受精促進剤、タンパク質、ペプチド、芳香剤、香料、ビタミンおよび栄養素；ならびに化学薬剤、例えばヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、農業物質（例えば肥料および農薬）、保存料、触媒、酵素、ポリマー、着色剤および色素（例えば蛍光化合物）、センサー分子、製剤賦形剤、界面活性剤およびデタージェント、および環境修復に用いる化学物質などをさらに取り込む上で有用である。
【００１７】
本発明のマイクロカプセルは多くの分野、特に封入有効成分の明確な条件下での制御された放出のために、例えばバイオテクノロジー、医学、医薬品、例えば薬剤送達制御、食品、農業、香水、パーソナルケアおよび化粧品の分野で有用であるが、これには限定されない。
【００１８】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明、実施例、特許請求の範囲および添付図に関してよりよく理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
１実施形態では、本発明のカプセルは、コア粒子上に水素結合によって結合している中性ポリマーフィルムの層からなる。他の実施形態において、本発明のカプセルは、水素結合によって結合している中性ポリマーフィルムの層で構成される中空のシェルである。本発明の他の実施形態において、中空のシェルはある物質を封入する。
【００２０】
カプセルの形は、カプセル形成で使用されるコア粒子の形状およびカプセル壁の物理的化学的特性などの変数によって決まる。本発明のカプセルの好ましい平均総容積は、約５０ｎｍ３から約５０ｍｍ３、より好ましくは約１３，０００ｎｍ３から約６０，０００μｍ３、より好ましくは約６０，０００ｎｍ３から約４，０００μｍ３、より好ましくは５００，０００ｎｍ３から約１，０００μｍ３である。総容積は、カプセル壁を含むカプセルの全容積を意味する。
【００２１】
好ましくは、本発明のカプセルは実質的に球状である。本発明のカプセルの好ましい平均直径は、約３．５ｎｍから約３．５ｍｍ、より好ましくは約１６ｎｍから約１ｍｍ、より好ましくは約２５ｎｍから約４０μｍ、より好ましくは約４０ｎｍから約２０μｍ、より好ましくは８０ｎｍから約１０μｍである。カプセルの直径は、カプセル壁を含むカプセルの全直径を意味する。
【００２２】
カプセルシェル（即ちポリマーフィルム層）の厚みは、好ましくは約５ｎｍから約５００ｎｍ、より好ましくは約１０ｎｍから約３０ｎｍである。
【００２３】
本発明のカプセルの大きさおよび容積の分布は、かなりの程度それらの形成で使用されるコア粒子の大きさおよび容積の分布に依存する。こうした大きさおよび容積の分布は、一定の大きさおよび容積の分布を有するコア粒子を選択することによって当業者によって容易に制御される。
【００２４】
本発明のカプセルは、カプセルの特定の組成に応じて特定の外部刺激、例えばｐＨ、塩濃度、温度および溶媒組成における変化、電界の印加、日光照射または他の外部環境変化に曝すことにより、コア粒子または封入物質を制御された明確な方法で送達するのに有用である。
【００２５】
５．１ コア粒子上へのカプセルシェルの多層フィルム形成
コア粒子を含む本発明のカプセルは、前に報告されたレイヤー・バイ・レイヤー技術を応用することによって調製することが可能である。例えば、その引用の全てが本明細書で参照により組み込まれている、Ｓ．Ａ．Ｓｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉら、Ｌａｙｅｒｅｄ，Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ３０１（２００２年）；Ｇ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ ｏｎ Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ、１３７ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＳＵＲＦ．Ａ ２５３（１９９８年）；Ｇ．Ｄ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、Ｓｔｅｐｗｉｓｅ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｎ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ：ａ Ｎｏｖｅｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｄｅｓｉｇｎ、９ ＰＯＬＹＭ．ＡＤＶ．ＴＥＣＨＮＯＬ．７５９（１９９８年）；Ｆ．Ｃａｒｕｓｏ、ら、Ｅｌｅｃｔｏｓｔａｔｉｃ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ Ｓｉｌｉｃａ Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ−Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ ｏｎ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ Ｌａｔｅｘ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ、１２０ Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．Ｓｏｃ．８５２３（１９９８年）；Ａ．Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖ、ら、Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅ、１０５ ＰＨＹＳ．ＣＨＥＭ Ｂ ２２８１（２００１年）を参照。
【００２６】
一般に、本発明のカプセルは次のように調製される。先ず、吸着される第１の非荷電のポリマーの溶液をコア粒子の表面と接触させると、ポリマーとコア粒子表面とが結合して第１のポリマー層を形成する。次に、第１のポリマーとは異なる第２のポリマーの溶液を第１の層と接触させると、ポリマー層の間で水素結合を形成して層状フィルムを形成する。表面を第１のポリマーの溶液と接触させ、次に第２のポリマーの溶液と接触させるプロセスは、所望の厚みおよび層数を有するフィルムがコア粒子周囲に形成されてその結果本発明のカプセルが形成されるまで繰り返すことが可能である。成長するカプセルの表面は、過剰なまたは非結合のポリマーを除去するために、塗布と塗布の間に洗浄することが可能である。２つより多くのポリマーを使用してカプセルを形成する場合は、そのプロセスの任意の点で更なるポリマーの溶液を成長中のフィルムと接触させることが可能である。
【００２７】
ポリマー層のエアゾール析出も、本発明のカプセルを調製するために使用することが可能である。他の実施形態において、本発明の多層は、Ｊ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｎｏｆｆの方法を応用してポリマー溶液を逐次的に吹き付けることによって調製することが可能である。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＪ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｎｏｆｆら、Ｓｐｒａｙｅｄ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ、１６、ＬＡＮＧＭＵＩＲ ９９６８（２０００年）を参照。
【００２８】
他の実施形態において、本発明の多層フィルムは、第１のポリマーを蒸発させてコア粒子の表面へ凝縮させ、次に第２のポリマーを蒸発させてその表面に凝縮させ、所望の厚みおよび層数が達成されるまでこれらの工程を繰り返すことによって形成することが可能である。好ましくは、そのような蒸発／凝縮析出のために、ポリマーは約５０００ｇ／ｍｏｌ未満、好ましくは約２０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有する。
【００２９】
液相析出のためには、溶媒中のポリマー濃度は、通常約０．０１ｍｇ／ｍｌから約０．５ｍｇ／ｍｌの範囲にある。液相析出のための溶媒としては、ポリマーがそれとわかるほど溶解する任意の液体が含まれる。好ましくは、溶媒は適当なｐＨの水溶液である。本発明で有用な他の溶媒としては、それには限定されないが、ペンタン、ヘキサンおよびトルエンなどの炭化水素；メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノールおよびフェノールなどのアルコール；酢酸ブチルなどのエステル；ホルムアルデヒド、アセトンおよびメチルエチルケトンなどのアルデヒドおよびケトン；ジメチルスルホキシド；炭酸プロピレンなどのカーボネート；Ｎ−メチルホルムアミド、テトラメチル尿素、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ヘキサメチルリン酸トリアミドおよびジメチルホルムアミドなどのアミドおよび尿素；超臨界二酸化炭素などの超臨界液体；ならびにそれらの混合物が含まれる。
【００３０】
析出のために水性系が使用されるときは、析出溶液の適当なｐＨは使用される特定のポリマー系によって決まる。一般に、析出ｐＨは約１から約５である。当業者は、下記２つの考慮事項に基づいて析出に適当なｐＨを容易に選択することが可能である：（ａ）水素結合ポリマー対間の接着；（２）コア粒子の不溶性。析出および洗浄工程中の溶液ｐＨは、適当な濃度、一般には約０．００５Ｍから約０．１Ｍの濃度のリン酸緩衝液などの緩衝液を使用して制御することが可能である。緩衝液のｐＨを塩酸などの酸で調節して、所望のｐＨの緩衝液を作製することが可能である。
【００３１】
任意選択に、第１のポリマー層のフィルム接着性を増やすために、コア粒子はプライマー層を使用して前処理される。当業者は、コア粒子および化学系（例えば表面基の表面荷電および化学的性質）に従い適当なプライマーおよび方法を容易に理解するであろう。一例では、水素結合を形成する傾向がより少ないコア粒子は、ポリマー系に従い約５から約７のｐＨにおいて水性媒体中で約０．０５ｍｇ／ｍｌから約０．５ｍｇ／ｍｌの濃度の第１のポリマーの溶液で処理し、次にｐＨ３．５の緩衝液で洗浄することが可能である。
【００３２】
好ましくは、各ポリマー析出サイクルの後に、過剰なポリマーは、（ａ）粒子分散液の遠心分離、（ｂ）ポリマー非含有溶媒、好ましくは析出溶媒中への粒子の再分散、および（ｃ）この洗浄方法を少なくとも２回繰り返すことにより、除去される。多層カプセルの形成の後は、当技術分野で公知であるように、蛍光光学顕微鏡検査で追跡することが可能である。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＧ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｂｙ Ｍｅａｎｓ ｏｆ Ｓｔｅｐ−Ｗｉｓｅ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ、１７ Ｊ．ＭＩＣＲＯＥＮＣＡＰＳＵＬＡＴＩＯＮ １７７（２０００年）を参照。
【００３３】
５．１．１ カプセル壁上に析出したポリマーの定量
カプセル壁上に析出したポリマーの定量は、ｉｎ ｓｉｔｕ ＡＴＲ−ＦＴＩＲを使用して実施することができる。多層成長は、ポリマーが適当な平面上に析出するモデル系で追跡することが可能である。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＳ．Ａ．ＳｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉおよびＳ．Ｇｒａｎｉｃｋ、Ｌａｙｅｒｅｄ，Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ３０１〜３１０（２００２年）を参照。
【００３４】
カプセル壁上に析出したポリマーの定量は、公知の技術を使用したコア溶解の後に電子エネルギー損失分光（ＥＥＬＳ）を使用してカプセル壁の厚みを測定することによっても行うことが可能である。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＲ．Ｆ．ＥＧＥＲＴＯＮ、ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＥＮＥＲＧＹ−ＬＯＳＳ ＳＰＥＣＴＲＯＳＣＯＰＹ ＩＮ ＴＨＥ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ（第２版、１９９６年）；Ｖ．Ｋｏｚｌｏｖｓｋａｙａ、ら、Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３６ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ８５９０〜８５９２（２００３年）を参照。
【００３５】
５．２ 本発明のコア粒子
一般に、いかなる表面も本発明の方法に従って水素結合多層中性ポリマーフィルムでコーティングして、本発明のカプセルを形成することが可能である。好ましくは、表面は粒状材、好ましくはマイクロサイズまたはナノサイズの粒状材（「コア粒子」）である。当業者は、粒子の素性およびポリマー系に従い多層フィルム析出のための適当な条件を容易に決定することができる。本発明のカプセルが溶液相のレイヤー・バイ・レイヤー析出によって形成されるならば、好ましくはコア粒子はその析出条件下では実質的に不溶性である。
【００３６】
コア粒子の大きさおよび形は、カプセルの所望の大きさおよび形、本発明のカプセルが使用される用途、コア粒子に加えられる層の数、およびポリマー系の化学的物理的特性に従い変化する。
【００３７】
コア粒子の好ましい平均総容積は、約５０ｎｍ３から約５０ｍｍ３、より好ましくは約４，０００ｎｍ３から約１ｍｍ３、より好ましくは約１３，０００ｎｍ３から約６４，０００μｍ３、より好ましくは約６０，０００ｎｍ３から約８，０００μｍ３、より好ましくは５００，０００ｎｍ３から約１，０００μｍ３である。
【００３８】
コア粒子の好ましい平均直径は、約３．５ｎｍから約３．５ｍｍ、より好ましくは約１６ｎｍから約１ｍｍ、より好ましくは約２５ｎｍから約４０μｍ、より好ましくは約４０ｎｍから約２０μｍ、より好ましくは８０ｎｍから約１０μｍである。
【００３９】
本発明で有用なコア粒子としては、それには限定されないが、結晶性物質、非晶質物質、凍結乾燥物質、スプレー乾燥物質ならびに／または粉砕物、例えばそれには限定されないが鉱物、無機塩、小分子有機化合物および有機高分子が含まれる。適当なコア粒子としては、医薬品、香料、細胞、香味料、色素、ビタミン、栄養素、ホルモン、成長因子および保存料がある。
【００４０】
適当なコア粒子としては、さらに塩および鉱物などの多孔質物質がある。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＡ．Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖら、Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｆｏｒ Ｈｏｌｌｏｗ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ、２２４ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＳＵＲＦ．Ａ １７５（２００３年）を参照。本発明の一態様によると、そのような多孔質のコア粒子は、それらの多孔質構造内にそれには限定されないが医薬品、香料、細胞、着香料、色素、ビタミン、栄養素、ホルモン、成長因子および保存料などの物質を取り込むことが可能である。
【００４１】
５．３ 共有結合性架橋
多層壁の間に共有結合性架橋、例えば公知のカルボジイミド化学に基づく架橋を導入することによって、より高い安定性を水素結合多層カプセルに与えることができる。本発明のカプセルの架橋結合は、本明細書で参照により組み込まれている、Ｍ．Ａｄａｍｃｚｙｋら、Ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙ Ｒｅａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｔｈｙｒｏｉｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ １．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｔｈｙｒｏｘｉｎｅ Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｓ ５ ＢＩＯＣＯＮＪＵＧＡＴＥ ＣＨＥＭ．４５９（１９９４年）の方法、また、Ｔ．Ｓｅｒｉｚａｗａら、Ｔｈｅｒｍｏｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ２１８４（２００２年）の方法を応用することによって達成することができる。
【００４２】
５．４ 本発明で用いられるポリマー
本発明に用いられるポリマーとしては、水素結合供与体および／または水素結合受容体を含有するポリマーがある。水素結合供与体は、水素結合形成に加わることができる少なくとも１つの水素原子およびこの水素原子と結合したより電気陰性度の高い原子を含有する部分である。これらの部分の例としては、それには限定されないが、Ｏ−Ｈ、Ｎ−Ｈ、Ｐ−ＨおよびＳ−Ｈがある。部分Ｃ−Ｈも、その炭素原子が三重結合を通して他の原子に結合しているか、その炭素原子が二重結合を通してＯに結合しているか、またはその炭素原子がＯ、Ｆ、ＣｌおよびＢｒから選択される少なくとも２つの原子に結合しているならば、水素結合供与体であることができる。
【００４３】
水素結合受容体は、水素よりも電気陰性度の高い原子を有し、また孤立電子対も有する部分である。そのような原子の例としては、それには限定されないが、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＳおよびＰがある。水素結合受容体部分の例としては、それには限定されないが、Ｃ＝Ｏ、Ｏ−Ｈ、Ｎ−Ｈ、Ｃ−Ｆ、Ｐ＝ＯおよびＣ≡Ｎがある。
【００４４】
水素結合供与体を有しているポリマーとしては、それには限定されないが、ポリアクリル酸およびポリメタクリル酸などのポリカルボン酸；ポリ（アデニル酸）、ポリ（ウリジル酸）、ポリ（シチジル酸）、ポリ（ウリジル酸）およびポリ（イノシン酸）などのポリヌクレオチド；ポリ（ビニルアデニン）などのビニル核酸ポリマー；ポリグルタミン酸およびポリ（Ｅ−Ｎ−カルボベンゾキシ−Ｌ−リジン）などのポリアミノ酸；ならびにポリ（ビニルアルコール）などの多価アルコール；またそれらのコポリマーがある。
【００４５】
水素結合受容体の例としては、それには限定されないが、ポリエチレンオキシド、ポリ（１，２−ジメトキシエチレン）、ポリ（ビニルメチルエーテル）およびポリ（ビニルベンゾ−１８−クラウン−６）などのポリエーテル；ポリビニルブチラールおよびポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）などのポリケトンおよびポリアルデヒド；ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミドおよびポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）などのポリアクリルアミド；ポリ（４−アミン）スチレンなどのポリアミン；ポリ（シクロヘキサン−１，４−ジメチレンテレフタレート）およびポリヒドロキシアクリル酸メチルなどのポリエステル；ポリ（ビス（メチルアミノ）ホスファゼン）およびポリ（ビス（メトキシエトキシエトキシ）ホスファゼンなどのポリホスファゼン；ならびにカルボキシメチルセルロースなどの多糖類；またそれらのコポリマーがある。
【００４６】
好ましくは、本発明のポリマーは、１つまたは複数の環境変化に曝されたときに電荷を発生させることのできる部分である電荷形成構造を有する。環境変化の例は、ｐＨ変化、イオン強度の変化、電界への曝露または溶存イオンへの曝露などである。ｐＨが変化する条件下で電荷を発生させることのできる部分の例としては、酸または塩基の部分がある。電界曝露下で電荷を発生させることのできる部分の例としては、カルボン酸がある。溶存イオン曝露下で電荷を発生させることのできる部分の例としては、クラウンエーテル（あるアルカリ金属イオンへの曝露により）がある。
【００４７】
本発明のカプセルを形成するためのポリマー系の例としては、下記表中のタイプ１のものがある。
【００４８】
５．４．１ タイプ１：特定のポリマーＢと対になったポリカルボン酸のホモポリマー
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
表中の前記５つのポリマーＢの例において、陽子受容のモチーフはＮＣ＝Ｏ．．．ＨＯである。
【００５２】
そのようなポリマー系から形成された本発明のカプセルは、高いｐＨで、または溶解によって溶かすことが可能である。ポリメタクリル酸−ＰＶＰから形成されたフィルムは、テトラメチル尿素およびジメチルホルムアミド中で安定で、またジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンまたはヘキサメチルリン酸トリアミドに溶ける。これらのフィルムの安定性は温度の影響を受ける可能性があり、これらのフィルムは、水の中で温度が上昇するとより安定になるが、ＤＭＦ中では温度上昇により不安定化する。
【００５３】
５．４．２ タイプ２：１成分としてクラウンエーテルを含む多層
【００５４】
【表３】
【００５５】
この種のフィルムは、環境中に存在する特定の一価イオンに従い、高ｐＨまたは低ｐＨで破壊される。例えば、クラウンエーテルによって錯化した型のカチオンに対して高い感受性がある。
【００５６】
【表４】
【００５７】
５．４．３ タイプ３：１成分として−Ｐ＝Ｏ部分を含む分子を含むフィルム。水素結合のモチーフは、Ｐ＝Ｏ．．．ＨＯである
【００５８】
【表５】
【００５９】
例えば、上記のフィルムは、ヘキサメチルリン酸トリアミドに溶ける。
【００６０】
５．４．４ タイプ４：１成分としてアミノ酸を含む多層
【００６１】
【表６】
【００６２】
５．４．５ タイプ５：合成ポリヌクレオチド間または核酸塩基を含むビニル型のポリマー間の水素結合に基づくフィルム
【００６３】
【表７】
【００６４】
これらの核酸ポリマーは、また、天然のＲＮＡ（リボ核酸）、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）、ならびに合成ポリヌクレオチドとともにフィルムを形成する。
【００６５】
５．５ 本発明の中空カプセル
ある場合は、上述したように、コア粒子を本発明のカプセルから、例えば溶解によって除去して、本発明の中空カプセルを提供することが望ましい。ポリマー被覆粒子のコアは、コア粒子は部分的または実質的に可溶性であるがカプセル壁は実質的に不溶性である溶液に粒子を曝すことによって溶出する。粒子は、コアを実質的に除去するのに十分な時間、一般には約３０分から６０分の間処理される。
【００６６】
本発明のこの実施形態の実行のために有用な適当なコア粒子としては、それには限定されないが炭酸カルシウム、炭酸カドミウム、炭酸マンガンなどの無機化合物、およびメラミンホルムアルデヒド、ポリスチレンスルホン酸ラテックス粒子、色素または医薬品などの有機化合物がある。
【００６７】
空洞の好ましい平均総容積は、約５０ｎｍ３から約５０ｍｍ３、より好ましくは約４，０００ｎｍ３から約１ｍｍ３、より好ましくは約１３，０００ｎｍ３から約６４，０００μｍ３、より好ましくは約６０，０００ｎｍ３から約８，０００μｍ３、より好ましくは５００，０００ｎｍ３から約１，０００μｍ３である。
【００６８】
空洞の好ましい平均直径は、約３．５ｎｍから約３．５ｍｍ、より好ましくは約１６ｎｍから約１ｍｍ、より好ましくは約２５ｎｍから約４０μｍ、より好ましくは約４０ｎｍから約２０μｍ、より好ましくは８０ｎｍから約１０μｍである。
【００６９】
この実施形態の他の態様において、そのような可溶性コア粒子は２つ以上の物質を含み、その１つまたは複数の物質は以降の工程で上記の溶解によって除去することが可能であるが、他の物質はカプセル内に残留する。本発明のこの実施形態での使用に適当なコア粒子としては、それには限定されないが、医薬品、香料、細胞、香味料、色素、ビタミン、栄養素、ホルモン、成長因子および保存料などの生体活性物質を取り込んでいる多孔性の無機粒子（例えば多孔性の炭酸カルシウムまたは多孔性の炭酸マグネシウム）がある。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＡ．Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖら、Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｆｏｒ Ｈｏｌｌｏｗ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ、２２４ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＳＵＲＦ．Ａ １７５（２００３年）を参照。
【００７０】
５．６ 本発明のカプセルへの物質の封入
本発明のカプセルのカプセル壁は、特定の外部刺激、例えばｐＨ、塩濃度、温度および溶媒組成における変化、電界の印加、または他の外部環境変化に曝すことにより、それらが物質を封入できるように調整することが可能である。例えば、本発明のカプセルは、可逆的に透過性（「開放状態」）になり、封入する物質を透過させることによって物質を封入することが可能である。その後、透過性を逆転させ（「閉鎖状態）、それにより物質を封入することが可能である。この工程は、本発明のカプセルをカプセル系に従い適当な条件に露出させることによって達成される。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＧ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖら、ｐＨ−Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ａｎｄ Ｒｅｌｅａｓｅ ｆｒｏｍ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｎａｎｏｃａｐｓｕｌｅｓ、２２ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＲＡＰＩＤ ＣＯＭＭＵＮ．、４４（２００１年）；Ａｎｔｉｐｏｖら、Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ、２００ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＡＮＤ ＳＵＲＦＡＣＥＳ Ａ：ＰＨＹＳＩＯＣＨＥＭ．ＥＮＧ．ＡＳＰＥＣＴＳ １９８（２００２年）；国際公開０２／１７８８８（２００２年３月７日公表）を参照。
【００７１】
一例では、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸で形成された本発明のカプセルは、約ｐＨ６．０のフルオレセインイソチオシアネートデキストラン７０，０００抱合体（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）溶液（濃度約１ｍｇ／ｍｌ）で約２０分間処理し、次にカプセルをｐＨ２．０の緩衝液に５分間曝すことにより前記デキストラン抱合体を封入することが可能である。処理中の溶液ｐＨは、０．０１Ｍのリン酸緩衝液を使用して制御することが可能である。この系に関連する透過性データは、下記の表に記載する。
【００７２】
【表８】
【００７３】
５．６．１ 封入物質
任意の物質を本発明のカプセルに、例えば第５．５の項目に従い上記の方法および／または他の公知の文献方法を用いて調製された本発明の中空カプセルに導入することが可能である。本発明のカプセルに取り込むことが有用な物質としては、それには限定されないが、細胞および遺伝物質などの生体材料；生体活性剤および医薬品、例えば小分子薬剤、ワクチン、抗体、ホルモン、成長因子、性不稔剤、受精阻害剤、受精促進剤、タンパク質、ペプチド、芳香剤、香料、ビタミンおよび栄養素；ならびに化学薬剤、例えばヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、農業物質（例えば肥料および農薬）、保存料、触媒、酵素、ポリマー、着色剤および色素（例えば蛍光化合物）、センサー分子、製剤賦形剤、界面活性剤および洗浄剤、および環境修復に用いる化学物質などがある。
【００７４】
適当な条件下での後の制御放出のための取り込みおよび／または封入に適当な物質としては、それには限定されないが、以下のものがある。オリゴマー分子およびポリマー分子、例えば天然および合成のポリペプチド、オリゴヌクレオチドおよびポリヌクレオチド、または合成水溶性ポリマー、例えばヘパリン、インスリン、カルシトニン、クロモリン、ヒト成長因子およびホルモン；ポリカチオン；塩基性成長因子、例えば線維芽細胞成長因子２（ＦＧＦ２）、インスリン様成長因子ＩＧＦ−Ｉ、スペルミンおよびキトサン；合成のポリカルボン酸、例えばポリ（スチレンスルホン酸）およびポリ（リン酸）；タンパク質、例えばアルブミンおよび主大豆タンパク質；ヘパリン結合タンパク質；成長因子、例えば線維芽細胞成長因子１（ＦＧＦ１）およびインスリン様成長因子ＩＧＦ−ＩＩ；組織プラスミノーゲン活性化因子（ｔ−ＰＡ）、例えばモンテプラーゼ；ヘパリンコファクターＩＩなどのコファクター、ヒアルロン酸、ヘパリンならびにＤＮＡ分子およびＲＮＡ分子；抗生物質、例えばピバンピシリンおよびセファロリジン；抗炎症薬、例えばグラフェニンアスピリン、フェナム酸（フルフェナム酸およびメフェナム酸）、イブプロフェン、フリブプロフェン（ｆｌｉｂｕｐｒｏｆｅｎ）、ナプロキセンおよびインドメタシン；麻酔薬、例えばエクゴニン（ｅｃｇｏｎｉｎｉｃ）酸、ベンゾカイン、プロカインおよびピリドカイン；ホルモン；神経伝達物質；体液性因子、例えばアンフェタミン、プロスタグランジン（ジノプロスト、ＰＧＥ１、ＰＧＦ１α、ＰＧＦ２αおよびＰＧＥ２）ならびにメパルフィノール；抗鬱薬およびトランキライザー、例えばジベンゾキセピン、エトリプタミン、メトピマジン（ｍｅｔｈｐｉｍａｚｉｎｅ）およびピパマジン；鎮痙剤、例えば臭化メタンテリン、臭化プロパンテリンおよびフェネサイリン（ｆｅｎｅｔｈｙｌｌｉｎｅ）；その他医薬品、例えばヒカントン；血圧降下薬、例えばブレチリウムトシレート、ジヒドララジンおよびブレチリウムトシレート；麻酔薬および中枢神経興奮薬、例えばネオスチグミン、エフェドリン、オキシフェドリン、レボノルデフリン、アンフェタミン、トラニルシプロミン、フェンカミンおよびヒドロキシアンフェタミン；抗鬱薬、例えばフェネルジンおよびフェニプラジン（ｐｈｅｎｉｐｒａｚｉｎｅ）；抗糖尿病薬剤、例えばフェンホルミン；抗生物質、例えばアセフィリン、カルベニシリン、セファロチン、ナフシリン、メチシリンおよびペニシリンＧ、エチオナミド、プロントジル、スルファニルアミドならびにスルファニルアミド誘導体；抗感染剤、例えばクロラザニル、アミノフェナゾール（ａｍｉｎｏｐｈｅｎａｚｏｌｅ）、トリメトプリム、ピリメタミン、プリマキンおよびソントキン（ｓｏｎｔｏｑｕｉｎｅ）；鎮痛薬、例えばフェナゾピリジン；降圧剤、例えばミノキシジル；肥満抑制剤、例えばフェンテルミンおよびクロルフェンテルミン；利尿剤、例えばエタクリン酸、プロベネシド、クロラザニル、アミノテトラジン（ａｍｉｎｏｔｅｔｒａｄｉｎｅ）、アミロリドおよびアミソテトラジン（ａｍｉｓｏｔｅｔｒａｄｉｎｅ）；抗コクシジウム薬、例えばアムプロリウム；駆虫薬、例えばジチアジニン（ｄｉｔｈｉａｚｉｎｉｎｅ）；神経毒；ビタミン類、例えばチアミン（Ｂ１）、ニコチン酸アミド（Ｂ３）、ピリドキサミン（Ｂ６）およびパントテン酸（Ｂ５）；エストロゲン（メタレネストリル）；酵素阻害剤、例えばノジュラリンおよびその合成誘導体であるシクロ［−（３Ｓ，Ｅ）−３−フェニルエチル−３−アミノプロパノイル−α−（Ｒ）−Ｇｌｕ−α−ＯＨ−γ−Ｓａｒ−（Ｒ）−Ａｓｐ−α−ＯＨ−β−（Ｓ）−Ｐｈｅ−］、およびシクロ［−（２Ｓ，３Ｓ，Ｅ）−２−メチル−３−フェニルエテニル−３−アミノプロパノイル−β−（Ｒ）−Ｇｌｕ−α−ＯＨ−γ−Ｓａｒ−（Ｒ）−Ａｓｐ−α−ＯＨ−β−（Ｓ）−Ｐｈｅ−］；筋弛緩剤、例えばフェニラミドール；ならびに、ビオチンおよびトロンボモジュリンなどのコファクター。
【００７５】
５．７ コア粒子または封入物質の放出
カプセル壁は、コア粒子または封入物質を周囲の環境に露出させてその物質を周囲の環境に放出するために、浸食するかまたは透過性になるようにすることが可能である。例えば、コア粒子または他の封入物は、カプセルの特定の組成に応じてある外部刺激、例えばｐＨ、塩濃度、温度および溶媒組成における変化、電界の印加、日光照射または他の外部環境変化にそれらを曝すことにより、本発明のカプセルから放出することができる。例えば、ｐＨ誘発性のカプセル分解またはｐＨ誘発性の透過性変化は、経口薬剤送達のために、または粘膜を通しての送達、例えば膣感染症の治療のための抗菌剤の送達のために使用することが可能である。本発明のカプセルの温度誘発は、経皮または皮内の薬剤送達のために使用することが可能である。
【００７６】
文献に記載されている方法は、本発明のカプセル内に封入されているコア粒子または物質の放出のために応用することが可能である。例えば、本明細書で参照により組み込まれているＳ．Ａ．Ｓｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉら、Ｌａｙｅｒｅｄ，Ｅｒａｓａｂｌｅ，Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｆｉｌｍｓ、１２２ Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．Ｓｏｃ．９５５（２０００年）；Ｓｈｃｈｕｋｉｎら、Ｍｉｃｒｏｎ−Ｓｃａｌｅ Ｈｏｌｌｏｗ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ ｗｉｔｈ Ｎａｎｏｓｉｚｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｅ３Ｏ４ Ｉｎｓｉｄｅ、５７ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＬＥＴＴＥＲＳ １７４３（２００３年）を参照。あるいは、ポリマー系に従い、加熱または溶媒の添加により、例えば本明細書で参照により組み込まれているＳｈｉら、Ｒｅｌｅａｓｅ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｔｈｉｎ−Ｗａｌｌｅｄ Ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ Ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ、１７ ＬＡＮＧＭＵＩＲ ２０３６（２００１年）で記載されている方法を使用して、封入物質の放出を誘発することが可能である。
【００７７】
好ましくは、封入物質の放出は、カプセル壁が物質を放出するｐＨ環境にカプセルを曝すことによって達成することができる。
【００７８】
本発明の例示的ないくつかのポリマー系の臨界ｐＨを下記表に示す。
【００７９】
【表９】
【００８０】
カプセル壁の溶解は、臨界ｐＨ以上の環境にそれらを置くことによって達成される。
５．８ 本発明のカプセルの壁内および壁間に取り込まれる添加剤
【００８１】
任意の剤を本発明のカプセルの壁内および壁間に取り込むことができる。添加剤は公知の文献方法、例えば本明細書で参照により組み込まれているＮｉｃｏｌら、Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ ａｓ Ｎａｎｏｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ ｆｏｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、１９ ＬＡＮＧＭＵＩＲ ６１７８（２００３年）の方法によって取り込むことが可能である。好ましくは、レイヤー・バイ・レイヤー溶相析出のためには、取り込まれる物質は、本発明のポリマーが溶解する析出溶媒中で溶解または分散する。あるいは、その物質が蒸発してポリマーの１つと凝縮することができるならば、物質はカプセル壁に取り込むことができる。
【００８２】
５．８．１ 添加剤としての生体活性剤および医薬品
生体活性剤は、任意の生理的活性物質もしくは薬理学的活性物質でよく、または任意選択に薬剤として許容される担体および酸化防止剤、安定化剤、透過エンハンサー、その他などの更なる成分と組み合わせた物質でよい。生体活性剤は、ヒト、動物、昆虫または植物の生体に送達されることが公知の剤のいずれでもよい。好ましくは、本発明で使用される生体活性剤は、水溶性である。適当な生体活性剤としては、それには限定されないが、細胞などの生体材料；生体活性剤および医薬品、例えば小分子薬剤、ワクチン、抗体、ホルモン、成長因子、タンパク質、ペプチドおよび遺伝物質；ビタミン；栄養素；農業物質、例えば肥料および農薬；芳香剤；香味料；保存料；酵素などの触媒；ならびにポリマー；性不稔剤、受精阻害剤および受精促進剤がある。
【００８３】
本発明に用いられる生体活性剤の具体例としては、それには限定されないが、プロクロルペラジンエディシレート、硫酸第一鉄、アミノカプロン酸、塩酸メカミラミン、塩酸プロカインアミド、硫酸アンフェタミン、塩酸メタンフェタミン、塩酸ベンズアンフェタミン、硫酸イソプロテレノール、塩酸フェンメトラジン、塩化ベタネコール、塩化メタコリン、塩酸ピロカルピン、硫酸アトロピン、臭化スコポラミン、ヨウ化イソプロパミド、塩化トリジヘキセチル、塩酸フェンホルミン、塩酸メチルフェニデート、テオフィリンコリネートおよび塩酸セファレキシンがある。
【００８４】
５．９ （実施例）
５．９．１ 実施例１：本発明のカプセルの調製：ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン、ポリメタクリル酸およびポリエチレンオキシド
この実施例は、（１）ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン（Ｍｗ５５，０００）とポリエチレンオキシド（Ｍｗ２００，０００）との交互層を含むカプセル、および（２）ポリメタクリル酸（Ｍｗ１５０，０００）とポリエチレンオキシド（Ｍｗ２００，０００）との交互層を含むカプセルの調製を詳述する。
【００８５】
コア粒子は炭酸カドミウム粒子（ＣｄＣＯ３）であり、これは等量の１Ｍ硝酸カドミウム溶液および２Ｍ尿素溶液を混合し、次にこの混合物を９０℃で１６時間加熱することによって合成された。得られた結晶は菱面であり、大きさは０．１から１０μｍの範囲であった。
【００８６】
ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸またはポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸の多層は、次に本明細書で参照により組み込まれているＧ．Ｂ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ ｓｅｌｆ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ ｏｎ ｃｏｌｌｏｉｄａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ、１３７ ＣＯＬＬＯＩＤＳ ＳＵＲＦ．Ａ ２５３（１９９８年）；Ｇ．Ｄ．Ｓｕｋｈｏｒｕｋｏｖ、ら、Ｓｔｅｐｗｉｓｅ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｎ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ：ａ Ｎｏｖｅｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｄｅｓｉｇｎ、９ ＰＯＬＹＭ．ＡＤＶ．ＴＥＣＨＮＯＬ．７５９（１９９８年）；Ｆ．Ｃａｒｕｓｏ、ら、Ｅｌｅｃｔｏｓｔａｔｉｃ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ Ｓｉｌｉｃａ Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ−Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ ｏｎ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ Ｌａｔｅｘ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ、１２０ Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．Ｓｏｃ．８５２３（１９９８年）；Ａ．Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖ、ら、Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃａｐｓｕｌｅ、１０５ ＰＨＹＳ．ＣＨＥＭ Ｂ ２２８１（２００１年）で記載されている遠心分離によるレイヤー・バイ・レイヤー技術を使用して調製された。
【００８７】
ポリマーは、０．２ｍｇ／ｍｌの溶液から析出した。析出および洗浄工程中の溶液ｐＨは、そのｐＨが酸性となるように塩酸で調節された０．０１Ｍのリン酸緩衝液を使用して調節した。フィルム接着性を増やすために、ＣｄＣＯ３粒子はｐＨ７．０の０．２ｍｇ／ｍｌポリメタクリル酸溶液で前処理し、次にｐＨ３．５の緩衝液で洗浄した。次に、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンまたはポリエチレンオキシド層から開始して、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸またはポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸の層の析出をｐＨ３．５で継続した。
【００８８】
各ポリマー析出サイクルの後に、過剰なポリマーは、（ａ）粒子分散液の遠心分離、（ｂ）ポリマー非含有緩衝液中への粒子の再分散、および（ｃ）この洗浄方法を少なくとも２回繰り返すことにより除去した。第２の層から、ｐＨ３．５の緩衝液をあらゆる洗浄工程で使用した。どの系でも激しい粒子凝集は観察されなかった。遠心分離の後に粒子を再分散させるのには、通常、沈殿物を軽く振ることで十分であった。時には、凝集を破壊するために沈殿物を１分間超音波処理した。典型的な実験では、最外部層がポリ−Ｎ−ビニルピロリドンまたはポリエチレンオキシドの１０のポリマー層を析出した。
【００８９】
ポリマー被覆粒子のＣｄＣＯ３コアは、次にｐＨ１．１の緩衝液に粒子を曝すことによって溶解した。コアを完全に取り出すための時間は３０分であった。
【００９０】
カプセル壁上に析出したポリマーの量を測定するために、２つの方策を使用した。先ず、ｉｎ ｓｉｔｕ ＡＴＲ−ＦＴＩＲを用いて、ポリマーが酸化Ｓｉの平面上へ析出するモデル系で多層成長を追跡した。表面酸化、第１の層とのプライミング、多層析出、ならびに吸着量の計算は、本明細書で参照により組み込まれているＳ．Ａ．ＳｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉおよびＳ．Ｇｒａｎｉｃｋ、Ｌａｙｅｒｅｄ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ３０１（２００２年）で記載されているように実施した。これらのＡＴＲ−ＦＴＩＲ研究の結果、１０層のポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸系およびポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸系の吸着総量はそれぞれ５６ｍｇ／ｍ２および３６ｍｇ／ｍ２であった。
【００９１】
第２に、コア溶解の後に電子エネルギー損失分光（ＥＥＬＳ）を使用してカプセル壁の厚みを測定した。図１は、ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセルのＳＴＥＭ画像を示す。より具体的には、図１はレース状炭素ＴＥＭサポートフィルム上のポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセル（明コントラスト）の高角環状暗視野ＳＴＥＭ画像である。暗領域は、サポートフィルム内の孔を表す。
【００９２】
下記表は、１検体につき少なくとも１２の異なるカプセルから測定された多層フィルムの平均膜厚を示す。
【００９３】
【表１０】
【００９４】
ＰＥＥＬＳスペクトルは、個々の多層カプセルを横切るラインスキャンに沿って２０ｎｍの間隔で収集した。平均カプセル肉厚は所定のカプセルからの１０の測定値を平均することによって得られ、２つの検体（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸およびポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）のそれぞれにおいて少なくとも１２のカプセルを調べた。
【００９５】
カプセルは、ｐＨ３．５の緩衝溶液からレース状炭素ＴＥＭサポートフィルム上に析出させ、乾燥、−１６５℃への冷却を経て、２００ｋｅＶのフィリップス製ＣＭ２０電界放出走査透過型電子顕微鏡（ＰＥＧ−ＳＴＥＭ）を使用してＧａｔａｎ ７７６ Ｅｎｆｉｎａ ＰＥＥＬＳスペクトロメータで分析した。カプセル壁の肉厚は以下の関係から導いた：２ｔ／λ＝ｌｎ（Ｉｔ／Ｉ０）、但しｔは厚みであり、λはポリマーの総非弾性電子散乱の平均自由行程（ＭＦＰ）であり、ＩｔおよびＩ０はそれぞれ総スペクトル強度およびゼロ−ロススペクトル強度である。ポリスチレンでの非弾性電子散乱の測定値に基づいて、λ＝２６０ｎｍを使用した。上の表から、Ｓｉ表面モデル（１ｇ／ｃｍ３の密度を仮定した場合１６ｎｍ対ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸系の５６ｎｍ、および１８ｎｍ対ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸系の３６ｎｍ）と比較して、ＣｄＣＯ３コア上へ析出すると１０層の厚さはかなり小さいことがわかる。
【００９６】
多層カプセルの形成の後は、ニコンＥｃｌｉｐｓｅ Ｅ１０００顕微鏡を使用して４０×ＬＵ Ｐｌａｎ対物レンズで蛍光光学顕微鏡検査を実施した。全ての画像は、高量子収率光安定Ａｌｅｘａ ４８８ Ｆｌｕｏｒヒドラジドフルオロフォア（例えばＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅ社、ユージン、ＯＲから市販されている）で染色した。この標識の構造式を図２に示す。この標識は、静電的水素結合ならびにファンデルワールス相互作用のために、広いｐＨ範囲でカプセル壁の官能基に非共有結合的に結合し、水素結合カプセルの蛍光画像化を可能にする。しかし、この染色は、標識が非イオン化カルボン酸基と水素結合を形成することが恐らく可能な、酸性のｐＨでより効率的である。
【００９７】
図２は、ｐＨ２．０における１０層ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセル（パネルＡ）およびポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸カプセル（パネルＢ）の蛍光画像を示す。挿入物は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ヒドラジドフルオロフォアの化学構造を示す。カプセルを染色するために、０．０２ＭのＡｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ヒドラジドナトリウム塩溶液を使用した。バーは４μｍと一致する。丈夫なカプセルが生成することがわかる。
【００９８】
５．９．２ ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸およびポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセルの共有結合性架橋
上記のように調製された本発明のカプセルのポリマー壁は、公知のカルボジイミド化学を応用して架橋した。カルボン酸基は、ｐＨ５．０の５ｍｇ／ｍｌの１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド塩酸（ＥＤＣ）溶液（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸多層の場合）で、またはｐＨ４．０の同溶液（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸多層の場合）で活性化し、次にポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸多層の場合ｐＨ５．８の、またはポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸多層の場合ｐＨ４．０の０．０１ｍｇ／ｍｌエチレンジアミンと反応させた。炭酸カドミウムのコアは、架橋後、修飾された粒子をｐＨ１．１に曝すことによって除去され、架橋カプセル壁が残された。
【００９９】
図３は、ｐＨ２（パネルＡ）における、またｐＨ１０に２時間曝した後（パネルＢ）の架橋１０層ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸カプセルの蛍光画像である。バーは４μｍと一致する。図３は、架橋処理の後、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸カプセルがｐＨ１０で安定したことを示す。数カ月間ｐＨ１０で保存された架橋カプセルは、いかなる崩壊の徴候も示さなかった。
【０１００】
図４で示すように、ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセルのｐＨ安定性も、架橋結合によって大いに改善された。図４は、ｐＨ２（パネルＡ）における、またｐＨ７に２時間曝した後（パネルＢ）の架橋１０層ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセルの蛍光画像を示す。バーは４μｍと一致する。ｐＨ７に曝されたとき、カプセルは少なくとも６日間観察された。
【０１０１】
５．９．３ 前駆体層を使用し、負に荷電した炭酸カドミウムまたは炭酸マンガン粒子をコアとして使用したポリ（エチレンオキシド）／ポリ（メタクリル酸）カプセルの調製
ポリエチレンイミン（Ｍｗ６００，０００）およびポリメタクリル酸（Ｍｗ１５０，０００）の前駆体層を、遠心分離とｐＨ３．５の水による３回の洗浄サイクルにより、ｐＨ３の０．２ｍｇ／ｍｌの溶液から負に荷電した炭酸カドミウムまたは炭酸マンガン粒子上に析出させた。各ポリマー水溶液のｐＨは、０．０１Ｍ ＨＣｌを使ってｐＨ３．５に調節した。負に荷電した炭酸カドミウム粒子は、Ａ．Ｊａｎｅｋｏｖｉｃ、ら、Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｃａｄｍｉｕｍ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ、１０３ Ｊ．ＣＯＬＬＯＩＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＳＣＩ．４３６（１９８５年）で記載されているように合成した。炭酸カドミウム平均粒度は、１０ミクロンであった。負に荷電した炭酸マンガン粒子は、Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖ、ら、Ｕｒｅａｓｅ−Ｃａｔａｌｙｚｅｄ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎｓｉｄｅ ｔｈｅ Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ Ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ、２４ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＲＡＰＩＤ ＣＯＭＭＵＮ．２７４（２００３年）で記載されているように合成した。炭酸マンガン平均粒度は、２ミクロンであった。
【０１０２】
次に、先に述べたようにポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸の二重層１つを、得られた中間カプセル上にｐＨ３．５でポリ−Ｎ−ビニルピロリドンから自己集合させた。
【０１０３】
次に、ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸層を、遠心分離を通してポリエチレンオキシドからｐＨ３．５で自己集合させた。各析出サイクルの後は、ｐＨ３．５の緩衝溶液で過剰なポリマーを洗い落とした。
【０１０４】
懸濁液の１２００ｒｐｍで１分間の遠心分離により、上清を除去した。所望の層数が析出した後、カプセルを０．１ＭのＨＣｌ水溶液で処理することによってカーボネートコアを溶解、除去した。
【０１０５】
得られた中空カプセルを数回ＨＣｌ溶液で洗浄して、コア溶解生成物を洗い流した。具体的には、上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸）４組成物の単一のカプセル壁の厚みは、電子エネルギー損失スペクトロメトリで測定され、１８±３ｎｍであった。その種のカプセルの典型的な蛍光顕微鏡検査画像は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸）３カプセルの蛍光顕微鏡画像である図５で示す。初期のテンプレートは、炭酸カドミウムであった。
【０１０６】
５．９．４ 前駆体層を使用し、正に荷電した炭酸カドミウムまたはマンガン粒子をコアとして使用したポリ（エチレンオキシド）／ポリ（メタクリル酸）カプセルの調製
ポリエチレンイミン（Ｍｗ６００，０００）およびポリメタクリル酸（Ｍｗ１５０，０００）の前駆体層を、遠心分離とｐＨ３．５の水による３回の洗浄サイクルにより、ｐＨ３．５の０．２ｍｇ／ｍｌの溶液から負に荷電した炭酸カドミウムまたは炭酸マンガン粒子上に析出させた。各ポリマー水溶液のｐＨは、０．０１Ｍ ＨＣｌを使ってｐＨ３．５に調節した。正に荷電した炭酸カドミウム粒子は、等量の１Ｍ硝酸カドミウムおよび１Ｍ炭酸ナトリウム溶液を混合することによって合成した。炭酸カドミウムの平均粒度は、１ミクロンであった。正に荷電した炭酸マンガン粒子は、Ａ．Ａｎｔｉｐｏｖ、ら、Ｕｒｅａｓｅ−Ｃａｔａｌｙｚｅｄ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎｓｉｄｅ ｔｈｅ Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ Ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｃａｐｓｕｌｅｓ、２４ ＭＡＣＲＯＭＯＬ．ＲＡＰＩＤ ＣＯＭＭＵＮ．２７４（２００３年）で記載されているように合成した。炭酸マンガンの平均粒度は、２ミクロンであった。
【０１０７】
次に、先に述べたようにポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸の二重層１つを、得られた中間カプセル上にｐＨ３．５でポリ−Ｎ−ビニルピロリドンから自己集合させた。
【０１０８】
次に、ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸層を、遠心分離を通してポリエチレンオキシドからｐＨ３．５で自己集合させた。各析出サイクルの後は、ｐＨ３．５の緩衝溶液で過剰なポリマーを洗い落とした。
【０１０９】
懸濁液の１２００ｒｐｍで１分間の遠心分離により、上清を除去した。所望の層数が析出した後、カプセルを０．１ＭのＨＣｌ水溶液で処理することによってカーボネートコアを溶解、除去した。
【０１１０】
得られた中空カプセルを数回ＨＣｌ溶液で洗浄して、コア溶解の生成物を洗い流した。具体的には、上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。
【０１１１】
５．９．５ 前駆体層を使用しない、正に荷電した炭酸カドミウム／炭酸マンガン粒子をコアとして使用したポリ（エチレンオキシド）／ポリ（メタクリル酸）カプセルの調製
先ず、上で述べたように、ポリメタクリル酸を正に荷電した炭酸カドミウムまたは炭酸マンガン粒子上にｐＨ６．５の０．２ｍｇ／ｍｌの緩衝溶液から析出させ、次にｐＨ３．５の０．０１Ｍリン酸緩衝液で３回洗浄した。
【０１１２】
次に、上で述べたようにポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸層を、ポリエチレンオキシドからｐＨ３．５で自己集合させた。
【０１１３】
各析出サイクルの後は、ｐＨ３．５の緩衝溶液で過剰なポリマーを洗い落とした。懸濁液の１２００ｒｐｍで１分間の遠心分離により、上清を除去した。
【０１１４】
所望の層数が析出した後、カーボネートコアを溶解して中空カプセルを生成した。具体的には、０．１ＭのＨＣｌ溶液を使用してカーボネートコアを分解した。
【０１１５】
得られた中空カプセルを数回ＨＣｌ溶液で洗浄して、コア分解生成物を除去した。具体的には、上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸）５組成物の単一のカプセル壁の厚みは、電子エネルギー損失スペクトロメトリで測定され、１６±３ｎｍであった。
５．９．６ 前駆体層を使用しない、二酸化ケイ素粒子をコアとして使用したポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセルの調製
【０１１６】
先ず、ポリエチレンオキシド層を、４．０±０．２μｍのＳｉＯ２粒子（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｉｎｃ）上に０．０１ＭのＨＣｌでｐＨ２．５に調節した０．２ｍｇ／ｍｌのポリエチレンオキシド溶液から析出させ、次にｐＨ２．５の０．０１Ｍリン酸緩衝液で３回洗浄した。その後、先に述べたようにポリメタクリル酸層をｐＨ２．５で自己集合させた。
【０１１７】
各析出サイクルの後は、ｐＨ２．５の緩衝溶液で過剰なポリマーを洗い落とした。懸濁液の１０００ｒｐｍで０．５分間の遠心分離により、上清を除去した。
【０１１８】
所望の層数が析出した後、被覆された粒子の懸濁液を５％のフッ化水素酸／水溶液に３時間曝すことにより、ケイ酸コアを溶解して中空カプセルを生成した。得られた中空カプセルを３回ＨＦ溶液で洗浄した後、残存するＨＦ水溶液を洗い流すためにｐＨ２の緩衝液で数回洗浄した。上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。
【０１１９】
５．９．７ 前駆体層を使用し、正または負に荷電した炭酸カドミウムまたは炭酸マンガンコア粒子を使用したポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸の調製
先ず、上で述べたように、ポリエチレンイミンおよびポリメタクリル酸の前駆体層を、間にｐＨ３．５での洗浄サイクルを３回入れ、ｐＨ３．５の０．２ｍｇ／ｍｌの溶液から正または負に荷電した炭酸カドミウム／炭酸マンガンコア粒子（組成は上で記載）上に析出させた。
【０１２０】
次に、上で述べたように、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸層を、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンからｐＨ３．５で自己集合させた。各析出サイクルの後は、ｐＨ
【０１２１】
３．５の緩衝溶液で過剰なポリマーを洗い落とした。
懸濁液の１２００ｒｐｍで１分間の遠心分離により、上清を除去した。所望の層数が析出した後、カーボネートコアを溶解して中空カプセルを生成した。具体的には、０．１ＭのＨＣｌ溶液を使用して粒子を分解した。
【０１２２】
得られた中空カプセルを数回０．０１ＭのＨＣｌ溶液で洗浄して、コアの分解生成物を洗い流した。上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）５組成物の単一のカプセル壁の厚みは、電子エネルギー損失スペクトロメトリで測定され、４４±５ｎｍであった。その種のカプセルの典型的な蛍光顕微鏡検査画像は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）４カプセルの蛍光顕微鏡画像である図６で示す。初期のテンプレートは、炭酸カドミウムであった。
【０１２３】
５．９．８ 前駆体層を使用しない、二酸化ケイ素粒子をコアとして使用したポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）／ポリメタクリル酸ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸の調製
先ず、上で述べたように、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン層を４μｍのＳｉＯ２粒子上にｐＨ１．６の０．２ｍｇ／ｍｌのポリ−Ｎ−ビニルピロリドン溶液から析出させ、次にｐＨ１．６の緩衝液で３回洗浄した。
【０１２４】
その後、ポリメタクリル酸層をｐＨ２で自己集合させた。自己集合は、先に述べたように行った。各析出サイクルの後、ｐＨ１．６の緩衝溶液で過剰なポリマーを洗い落とした。懸濁液の１０００ｒｐｍで０．５分間の遠心分離により、上清を除去した。
【０１２５】
所望の層数が析出した後、粒子を分解して中空カプセルを生成するために、被覆された粒子の懸濁液を５％のＨＦ／水溶液に３時間曝すことによりケイ酸コアを溶解した。得られた中空カプセルを３回ＨＦ水溶液で洗浄した後、残存するＨＦを全て除去するためにｐＨ２の緩衝液で数回洗浄した。この洗浄工程中、上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。その種のカプセルの典型的な蛍光顕微鏡検査画像は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）４カプセルの蛍光顕微鏡画像である図７で示す。初期のテンプレートは、ＳｉＯ２であった。
【０１２６】
（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）４組成物の単一のカプセル壁の厚みは、電子エネルギー損失スペクトロメトリで測定され、３１±４ｎｍであった。
【０１２７】
５．９．９ 温度感応性ポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／ポリメタクリル酸カプセルの調製
上で述べたように、ポリエチレンイミンおよびポリメタクリル酸の前駆体層を、ｐＨ３．５での洗浄サイクルを３回実施しながら、ｐＨ３．５の０．２ｍｇ／ｍｌの溶液から正または負に荷電した炭酸カドミウム粒子（１６〜２０μｍ）上に析出させた。
【０１２８】
次に、上で述べたように、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸の二重層１つを、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンからｐＨ３．５で自己集合させた。次に、上で述べた方法により、ポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（Ｍｗ ３００，０００、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ｉｎｃ．）／ポリメタクリル酸層を、ポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミドからｐＨ３．５で自己集合させた。析出時間は、１５分であった。各析出サイクルの後は、ｐＨ３．５の緩衝溶液で洗浄して過剰なポリマーを洗い落とした。洗浄後は毎回、懸濁液の１２００ｒｐｍで０．５分間の遠心分離により、上清を除去した。
【０１２９】
所望の層数が析出した後、上で述べたようにカプセルを０．１ＭのＨＣｌ水溶液で処理することによってカーボネートコアを溶解した。得られた中空カプセルを数回ＨＣｌ溶液で洗浄して、コア分解生成物を除去した。洗浄工程中、上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。
【０１３０】
析出サイクルの間、ポリマー溶液を冷蔵庫で冷却することによって５℃に維持した。得られた（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／ポリメタクリル酸）２カプセルの単一の壁の厚みは、電子エネルギー損失スペクトロメトリで測定され、６８．９±１８．７ｎｍであった。その種のカプセルの典型的な蛍光顕微鏡検査画像は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／ポリメタクリル酸）２カプセルの蛍光顕微鏡画像である図８で示す。初期のテンプレートは、炭酸カドミウムであった。
【０１３１】
５．９．１０ 温度感応性ポリビニルメチルエーテル／ポリメタクリル酸カプセルの調製
先ず、前記方法に従い、ポリエチレンイミンおよびポリメタクリル酸の前駆体層を、ｐＨ３．５での洗浄サイクルを３回入れながら、ｐＨ３．５の０．２ｍｇ／ｍｌの溶液から正または負に荷電した炭酸カドミウム粒子（１６〜２０μｍ）上に析出させた。
【０１３２】
次に、ｐＨ４．５の緩衝液で３回洗浄することによって、懸濁液のｐＨを４．５に調節した。次に、上で述べた方法に従い、ポリビニルメチルエーテル／ポリメタクリル酸層を、ポリビニルメチルエーテルからｐＨ４．５で自己集合させた。析出時間は、１５分であった。各析出サイクルの後、ｐＨ４．５の緩衝溶液で洗浄することにより過剰なポリマーを除去した。洗浄中は毎回、懸濁液の１２００ｒｐｍで０．５分間の遠心分離により、上清を除去した。
【０１３３】
所望の層数が析出した後、上で詳述したように０．１ＭのＨＣｌ水溶液によりカーボネートコアを溶解して中空カプセルを生成した。得られた中空カプセルを数回ＨＣｌ水溶液で洗浄して、コア分解生成物を除去した。洗浄中、上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。析出サイクルの間、ポリマー溶液を冷蔵庫で冷却することによって５℃に維持した。
【０１３４】
得られた（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリビニルメチルエーテル／ポリメタクリル酸）３カプセルの単一の壁の厚みは、電子エネルギー損失スペクトロメトリで測定され、５２．４±３．７ｎｍであった。その種のカプセルの典型的な蛍光顕微鏡検査画像は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリビニルメチルエーテル／ポリメタクリル酸）３カプセルの蛍光顕微鏡画像である図９で示す。初期のテンプレートは、炭酸カドミウムであった。
【０１３５】
５．９．１１ 温度感応性ポリビニルカプロラクタム／ポリメタクリル酸カプセルの調製
上で述べた方法に従い、ポリエチレンイミンおよびポリメタクリル酸の前駆体層を、ｐＨ３．５での洗浄サイクルを３回入れながら、ｐＨ３．５の０．２ｍｇ／ｍｌ溶液から正または負に荷電した炭酸カドミウム粒子（１６〜２０μｍ）上に析出させた。
【０１３６】
次に、上述の方法に従い、ポリビニルカプロラクタム／ポリメタクリル酸層（ポリビニルカプロラクタムの分子量は５００，０００であり、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｎｃ．、カナダ、から購入）を、ポリビニルカプロラクタムから始めてｐＨ３．５で自己集合させた。析出時間は、１５分であった。各析出サイクルの後、ｐＨ３．５の緩衝溶液で洗浄することにより過剰なポリマーを除去した。洗浄方法の一部として、懸濁液の１２００ｒｐｍで０．５分間の遠心分離により、上清を除去した。
【０１３７】
所望の層数が析出した後、上で述べたように０．１ＭのＨＣｌ溶液を使用してカーボネートコアを溶解し、中空カプセルを生成した。得られた中空カプセルを数回ＨＣｌ溶液で洗浄して、コア分解生成物を除去した。洗浄方法の一部として、上清は２０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離の後に除去された。析出サイクルの間、ポリマー溶液を５℃に維持した。
【０１３８】
得られた（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリビニルカプロラクタム／ポリメタクリル酸）３カプセルの単一の壁の厚みは、電子エネルギー損失スペクトロメトリで測定され、５１．０±１１．１ｎｍであった。前記方法で生成されたカプセルの蛍光顕微鏡検査画像は、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリビニルカプロラクタム／ポリメタクリル酸）３カプセルの蛍光顕微鏡画像である図１０で示す。初期のテンプレートは、炭酸カドミウムであった。
【０１３９】
５．９．１２ ポリメタクリル酸のカルボン酸基および二官能性架橋試薬の官能基を通した水素結合多層の共有結合性架橋
下記表１に要約したように、（ポリメタクリル酸／ポリエチレンオキシド）５多層または（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）５多層を、本発明に従い、Ｓ．Ａ．Ｓｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉら、Ｌａｙｅｒｅｄ，Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ３０１（２００２年）で記載されている方法を応用することによって自己集合させた。析出はｐＨ３．５で実施した。
【０１４０】
したがって、下記スキーム１で概説したように、自己集合した（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸）または（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）のカルボン酸基を、ｐＨ４．０の５ｍｇ／ｍｌの１−エチル−３−（３−ジメチルアミノ−プロピル）−カルボジイミド塩酸（ＥＤＣ）および５ｍｇ／ｍｌのＮ−ヒドロキシスルホスクシンイミドナトリウム塩溶液の混合物で活性化した（（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）多層および（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸）多層の両方について）。
【０１４１】
次に、下記スキーム１で概説したように、適当なｐＨで０．０１ｍｇ／ｍｌの二官能性架橋剤エチレンジアミンと反応させることによって、層を架橋させた（下記表１を参照）。
【０１４２】
各組みの条件の結果を下記表１で示す。得られた多層構造を図１１に図式的に示す。図１１は、ポリメタクリル酸のカルボン酸基および二官能性架橋試薬の官能基を通した水素結合多層の共有結合性架橋により生成した多層構造を、模式的に表す。
【０１４３】
【化１】
【０１４４】
【表１１】
【０１４５】
５．９．１３ ポリメタクリル酸のカルボン酸基および二官能化ポリ（エチレングリコール）の官能基を通した水素結合多層の共有結合性架橋
下記表に要約したように、（ポリメタクリル酸／二官能化ポリエチレングリコール）多層を、本発明に従い、下記表に示した二官能化ポリエチレングリコールを使用して、Ｓ．Ａ．Ｓｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉら、Ｌａｙｅｒｅｄ，Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｂｏｎｄｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ、３５ ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＥＳ ３０１（２００２年）で記載されている方法を応用することによって自己集合させた。析出はｐＨ３．５で実施した。
【０１４６】
【表１２】
【０１４７】
次に、自己集合したポリマーのカルボン酸基を、ｐＨ４．０の５ｍｇ／ｍｌの１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド塩酸および５ｍｇ／ｍｌのＮ−ヒドロキシスルホスクシンイミドナトリウム塩溶液の混合物で活性化した。多層内のポリメタクリル酸の活性化カルボン酸基と二官能化ポリ（エチレングリコール）の末端基との間の共有結合性架橋性反応を完了するために、２時間を費やした。
安定性の範囲を下記表で示す。得られた多層構造は、図１２で図式的に示す。
【０１４８】
【表１３】
【０１４９】
５．１０ 定義
本明細書で使用されるように、用語中性ポリマーは、イオン結合を有さず、共有結合だけで構成されるポリマーを意味する。即ち、ポリマー上にイオン化基および塩は存在せず、したがって荷電基が存在しない。
【０１５０】
５．１１ 結論
上記の背景技術、発明の開示、図および発明を実施するための最良の形態に照らし、ある実施形態において、本発明は、
（ａ）粒子、
（ｂ）第１の中性ポリマーフィルム、および
（ｃ）第１の中性ポリマーフィルムと接触している第２の中性ポリマーフィルム
からなり、
前記粒子が水性媒体に部分的または実質的に可溶性である物品に関する。
他の実施形態では、本発明は、
（ａ）粒子、
（ｂ）第１の中性ポリマーフィルム、および
（ｃ）第１の中性ポリマーフィルムと接触している第２の中性ポリマーフィルム
からなり、
前記粒子の直径が約３．５ｎｍから約３．５ｍｍである物品に関する。
他の実施形態では、本発明は、
（ａ）第１の中性ポリマーフィルム、
（ｂ）第１の中性ポリマーフィルムと接触している第２の中性ポリマーフィルム、および
（ｃ）空洞
からなるカプセルに関する。
【０１５１】
他の実施形態では、本発明は、
（ａ）第１の非荷電のポリマー溶液を容積が約５０ｎｍ３から約５０ｍｍ３の粒子と接触させて粒子を第１の非荷電のポリマーフィルムでコーティングすることと、
（ｂ）コーティングされた粒子を第２の非荷電のポリマー溶液と接触させてコーティングされた粒子を第２の非荷電ポリマーフィルムでコーティングすることとからなるカプセルの作製方法に関する。
【０１５２】
他の実施形態において、本発明は、
（ａ）第１の非荷電のポリマー溶液を粒子と接触させて粒子を第１の中性ポリマーフィルムでコーティングすることと、
（ｂ）コーティングされた粒子を第２の非荷電のポリマー溶液と接触させてコーティングされた粒子を第２の中性ポリマーフィルムでコーティングすることとからなるカプセルの作製方法に関する。
【０１５３】
本発明は、明細書および実施例で開示されている具体的な実施形態によって範囲が制限されるものではなく、それらは本発明の２、３の実施形態の例示が目的である。機能的に上述したものと同等の実施形態は、いずれも本発明の範囲内である。実際、本明細書で示され記載されているものに加えて、本発明の様々な修正が当業者には明らかになろうし、また、それらは付属の請求項の範囲に含まれるものとする。引用した全ての文献は、参照により本明細書で完全に組み込まれている。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸で構成される本発明のカプセルのＳＴＥＭ画像である。
【図２】ｐＨ＝２．０における本発明の１０層ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセル（パネルＡ）および本発明のポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸カプセル（パネルＢ）の蛍光画像である。
【図３】ｐＨ＝２（パネルＡ）におけるまたｐＨ＝１０に２時間曝した後（パネルＢ）の本発明の架橋１０層ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸カプセルの蛍光画像である。
【図４】ｐＨ＝２（パネルＡ）におけるまたｐＨ＝７に２時間曝した後（パネルＢ）の本発明の架橋１０層ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸カプセルの蛍光画像である。
【図５】Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）（ポリエチレンオキシド／ポリメタクリル酸）３カプセルの蛍光顕微鏡画像である。
【図６】Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）４カプセルの蛍光顕微鏡画像である。
【図７】Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）４カプセルの蛍光顕微鏡画像である。
【図８】Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン／ポリメタクリル酸）（ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／ポリメタクリル酸）２カプセルの蛍光顕微鏡画像である。
【図９】Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリビニルメチルエーテル／ポリメタクリル酸）３カプセルの蛍光顕微鏡画像である。初期のテンプレートは、炭酸カドミウムであった。
【図１０】Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８ジヒドラジドナトリウム塩蛍光色素で染色した（ポリエチレンイミン／ポリメタクリル酸）（ポリビニルカプロラクタム／ポリメタクリル酸）３カプセルの蛍光顕微鏡画像である。
【図１１】ポリメタクリル酸のカルボン酸基および二官能性架橋試薬の官能基を通した水素結合多層の共有結合性架橋を表す模式図である。
【図１２】水素結合多層の共有結合性架橋を表す模式図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）粒子、
（ｂ）第１の中性ポリマーフィルム、および
（ｃ）第１の中性ポリマーフィルムと接触している第２の中性ポリマーフィルム
を含み、該粒子が水性媒体に部分的または実質的に可溶性であることを特徴とする物品。
【請求項２】
前記水性媒体が無機または有機の酸あるいは無機または有機の塩基を含む請求項１に記載の物品。
【請求項３】
第１の中性ポリマーフィルムが水素結合供与体を含む請求項１に記載の物品。
【請求項４】
第１の中性ポリマーフィルムがポリカルボン酸を含む請求項３に記載の物品。
【請求項５】
第１の中性ポリマーフィルムがポリメタクリル酸、ポリヌクレオチド、またはビニル核酸のポリマーあるいはそのコポリマーを含む請求項３に記載の物品。
【請求項６】
第２の中性ポリマーフィルムが水素結合受容体を含む請求項１に記載の物品。
【請求項７】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエーテル、ポリケトン、ポリアルデヒド、ポリアクリルアミド、ポリアミン、ポリエステル、ポリホスファゼン、または多糖類、あるいはそのコポリマーを含む請求項６に記載の物品。
【請求項８】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエチレンオキシド、ポリ−１，２−ジメトキシエチレン、ポリ（ビニルメチルエーテル）、ポリ（ビニルベンゾ−１８−クラウン−６）、ポリビニルブチラール、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（４−アミン）スチレン、ポリ（シクロヘキサン−１，４−ジメチレンテレフタレート、ポリヒドロキシアクリル酸メチル、ポリ（ビス（メチルアミノ）ホスファゼン）、ポリ（ビス（メトキシエトキシエトキシ）ホスファゼン、カルボキシメチルセルロース、またはそれらのコポリマーを含む請求項６に記載の物品。
【請求項９】
第１の中性ポリマーフィルムおよび第２の中性ポリマーフィルムが架橋している請求項１に記載の物品。
【請求項１０】
前記粒子が鉱物、無機塩、有機化合物、または有機化合物の塩を含む請求項１に記載の物品。
【請求項１１】
前記粒子が炭酸カルシウム、炭酸カドミウムまたは炭酸マンガンを含む請求項１に記載の物品。
【請求項１２】
生体材料を含む請求項１に記載の物品。
【請求項１３】
前記生体材料が細胞または遺伝物質を含む請求項１２に記載の物品。
【請求項１４】
生体活性剤または薬剤を含む請求項１に記載の物品。
【請求項１５】
前記生体活性剤または薬剤が小分子薬剤、ワクチン、抗体、ホルモン、成長因子、性不稔剤、受精阻害剤、受精促進剤、タンパク質、ペプチド、芳香剤、香味料、ビタミンまたは栄養素を含む請求項１４に記載の物品。
【請求項１６】
化学薬剤を含む請求項１に記載の物品。
【請求項１７】
前記化学薬剤がヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、農業物質、肥料、農薬、保存料、触媒、酵素、ポリマー、着色剤、色素、蛍光化合物、センサー分子、賦形剤、界面活性剤、洗浄剤または環境修復で使用される化学物質を含む請求項１６に記載の物品。
【請求項１８】
（ａ）粒子、
（ｂ）第１の中性ポリマーフィルム、および
（ｃ）第１の中性ポリマーフィルムと接触している第２の中性ポリマーフィルム
を含み、該粒子の直径が約３．５ｎｍから約３．５ｍｍであることを特徴とする物品。
【請求項１９】
前記粒子の直径が約１５ｎｍから約１ｍｍである請求項１８に記載の物品。
【請求項２０】
前記粒子の直径が約２５ｎｍから約４０μｍである請求項１８に記載の物品。
【請求項２１】
前記粒子の直径が約４０ｎｍから約２０μｍである請求項１８に記載の物品。
【請求項２２】
前記粒子の直径が約８０ｎｍから約１０μｍである請求項１８に記載の物品。
【請求項２３】
第１の中性ポリマーフィルムが水素結合供与体を含む請求項１８に記載の物品。
【請求項２４】
第１の中性ポリマーフィルムがポリカルボン酸を含む請求項１８に記載の物品。
【請求項２５】
第１の中性ポリマーフィルムがポリメタクリル酸、ポリヌクレオチド、またはビニル核酸のポリマー、あるいはそれらのコポリマーを含む請求項２４に記載の物品。
【請求項２６】
第２の中性ポリマーフィルムが水素結合受容体を含む請求項１８に記載の物品。
【請求項２７】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエーテル、ポリケトン、ポリアルデヒド、ポリアクリルアミド、ポリアミン、ポリエステル、ポリホスファゼン、または多糖類、あるいはそれらのコポリマーを含む請求項２６に記載の物品。
【請求項２８】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエチレンオキシド、ポリ−１，２−ジメトキシエチレン、ポリ（ビニルメチルエーテル）、ポリ（ビニルベンゾ−１８−クラウン−６）、ポリビニルブチラール、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（４−アミン）スチレン、ポリ（シクロヘキサン−１，４−ジメチレンテレフタレート）、ポリヒドロキシアクリル酸メチル、ポリ（ビス（メチルアミノ）ホスファゼン）、ポリ（ビス（メトキシエトキシエトキシ）ホスファゼン、カルボキシメチルセルロース、またはそれらのコポリマーを含む請求項２６に記載の物品。
【請求項２９】
第１の中性ポリマーフィルムおよび第２の中性ポリマーフィルムが架橋している請求項１８に記載の物品。
【請求項３０】
前記粒子が鉱物、無機塩、有機化合物、または有機化合物の塩を含む請求項１８に記載の物品。
【請求項３１】
前記粒子が炭酸カルシウム、炭酸カドミウムまたは炭酸マンガンを含む請求項１８に記載の物品。
【請求項３２】
生体材料を含む請求項１８に記載の物品。
【請求項３３】
前記生体材料が細胞または遺伝物質を含む請求項３２に記載の物品。
【請求項３４】
生体活性剤または薬剤を含む請求項１８に記載の物品。
【請求項３５】
前記生体活性剤または薬剤が小分子薬剤、ワクチン、抗体、ホルモン、成長因子、性不稔剤、受精阻害剤、受精促進剤、タンパク質、ペプチド、芳香剤、香味料、ビタミンまたは栄養素を含む請求項３４に記載の物品。
【請求項３６】
化学薬剤を含む請求項１８に記載の物品。
【請求項３７】
前記化学薬剤がヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、農業物質、肥料、農薬、保存料、触媒、酵素、ポリマー、着色剤、色素、蛍光化合物、センサー分子、賦形剤、界面活性剤、洗浄剤または環境修復で使用される化学物質を含む請求項３６に記載の物品。
【請求項３８】
（ａ）第１の中性ポリマーフィルム、
（ｂ）第１の中性ポリマーフィルムと接触している第２の中性ポリマーフィルム、および
（ｃ）空洞
を含むことを特徴とするカプセル。
【請求項３９】
前記空洞の直径が約３．５ｎｍから約３．５ｍｍである請求項３８に記載のカプセル。
【請求項４０】
前記空洞の直径が約１５ｎｍから約１ｍｍである請求項３８に記載のカプセル。
【請求項４１】
前記空洞の直径が約２５ｎｍから約４０μｍである請求項３８に記載のカプセル。
【請求項４２】
前記空洞の直径が約４０ｎｍから約２０μｍである請求項３８に記載のカプセル。
【請求項４３】
前記空洞の直径が約８０ｎｍから約１０μｍである請求項３８に記載のカプセル。
【請求項４４】
第１の中性ポリマーフィルムが水素結合供与体を含む請求項３８に記載のカプセル。
【請求項４５】
第１の中性ポリマーフィルムがポリカルボン酸を含む請求項４４に記載のカプセル。
【請求項４６】
第１の中性ポリマーフィルムがポリメタクリル酸、ポリヌクレオチド、またはビニル核酸のポリマー、あるいはそれらのコポリマーを含む請求項４４に記載のカプセル。
【請求項４７】
第２の中性ポリマーフィルムが水素結合受容体を含む請求項３８に記載のカプセル。
【請求項４８】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエーテル、ポリケトン、ポリアルデヒド、ポリアクリルアミド、ポリアミン、ポリエステル、ポリホスファゼン、または多糖類、あるいはそれらのコポリマーを含む請求項４７に記載のカプセル。
【請求項４９】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエチレンオキシド、ポリ−１，２−ジメトキシエチレン、ポリ（ビニルメチルエーテル）、ポリ（ビニルベンゾ−１８−クラウン−６）、ポリビニルブチラール、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、ポリ（４−アミン）スチレン、ポリ（シクロヘキサン−１，４−ジメチレンテレフタレート）、ポリヒドロキシアクリル酸メチル、ポリ（ビス（メチルアミノ）ホスファゼン）、ポリ（ビス（メトキシエトキシエトキシ）ホスファゼン、カルボキシメチルセルロース、またはそれらのコポリマーを含む請求項４７に記載のカプセル。
【請求項５０】
第１の中性ポリマーフィルムおよび第２の中性ポリマーフィルムが架橋している請求項３８に記載のカプセル。
【請求項５１】
生体材料を含む請求項３８に記載のカプセル。
【請求項５２】
前記生体材料が細胞または遺伝物質を含む請求項５１に記載のカプセル。
【請求項５３】
生体活性剤または薬剤を含む請求項３８に記載のカプセル。
【請求項５４】
前記生体活性剤または薬剤が小分子薬剤、ワクチン、抗体、ホルモン、成長因子、性不稔剤、受精阻害剤、受精促進剤、タンパク質、ペプチド、芳香剤、香味料、ビタミンまたは栄養素を含む請求項５３に記載のカプセル。
【請求項５５】
化学薬剤を含む請求項３８に記載のカプセル。
【請求項５６】
前記化学薬剤がヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、農業物質、肥料、農薬、保存料、触媒、酵素、ポリマー、着色剤、色素、蛍光化合物、センサー分子、賦形剤、界面活性剤、洗浄剤または環境修復で使用される化学物質を含む請求項５５に記載のカプセル。
【請求項５７】
（ａ）第１の非荷電のポリマー溶液を粒子と接触させて粒子を第１の中性ポリマーフィルムでコーティングすることと、
（ｂ）コーティングされた粒子を第２の非荷電のポリマー溶液と接触させてコーティングされた粒子を第２の中性ポリマーフィルムでコーティングすることと
を含むことを特徴とするカプセルを製造する方法。
【請求項５８】
前記粒子が水性媒体に部分的または実質的に可溶性である請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記粒子の直径が約３．５ｎｍから約３．５ｍｍである請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記粒子の直径が約１５ｎｍから約１ｍｍである請求項５７に記載の方法。
【請求項６１】
前記粒子の直径が約２５ｎｍから約４０μｍである請求項５７に記載の方法。
【請求項６２】
前記粒子の直径が約４０ｎｍから約２０μｍである請求項５７に記載の方法。
【請求項６３】
前記粒子の直径が約８０ｎｍから約１０μｍである請求項５７に記載の方法。
【請求項６４】
前記第２の中性ポリマーフィルムでコーティングされた粒子を水性媒体と接触させて空洞を形成することをさらに含む請求項５８に記載の方法。
【請求項６５】
前記空洞の直径が約３．５ｎｍから約３．５ｍｍである請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記空洞の直径が約１５ｎｍから約１ｍｍである請求項６４に記載の方法。
【請求項６７】
前記空洞の直径が約２５ｎｍから約４０μｍである請求項６４に記載の方法。
【請求項６８】
前記空洞の直径が約４０ｎｍから約２０μｍである請求項６４に記載の方法。
【請求項６９】
前記空洞の直径が約８０ｎｍから約１０μｍである請求項６４に記載の方法。
【請求項７０】
前記水性媒体が無機または有機の酸あるいは無機または有機の塩基を含む請求項５７に記載の方法。
【請求項７１】
第１の中性ポリマーフィルムが水素結合供与体を含む請求項５７に記載の方法。
【請求項７２】
第１の中性ポリマーフィルムがポリカルボン酸を含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
第１の中性ポリマーフィルムｇがポリメタクリル酸、ポリヌクレオチド、またはビニル核酸のポリマー、あるいはそれらのコポリマーを含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７４】
第２の中性ポリマーフィルムが水素結合受容体を含む請求項５７に記載の方法。
【請求項７５】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエーテル、ポリケトン、ポリアルデヒド、ポリアクリルアミド、ポリアミン、ポリエステル、ポリホスファゼン、または多糖類、あるいはそれらのコポリマーを含む請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエチレンオキシド、ポリ−１，２−ジメトキシエチレン、ポリ（ビニルメチルエーテル）、ポリ（ビニルベンゾ−１８−クラウン−６）、ポリビニルブチラール、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（４−アミン）スチレン、ポリ（シクロヘキサン−１，４−ジメチレンテレフタレート）、ポリヒドロキシアクリル酸メチル、ポリ（ビス（メチルアミノ）ホスファゼン）、ポリ（ビス（メトキシエトキシエトキシ）ホスファゼン、カルボキシメチルセルロースまたそれらのコポリマーを含む請求項７４に記載の方法。
【請求項７７】
第１の中性ポリマーフィルムおよび第２の中性ポリマーフィルムが架橋している請求項５７に記載の方法。
【請求項７８】
生体材料をカプセル内に取り込むことをさらに含む請求項５７に記載の方法。
【請求項７９】
前記生体材料が細胞または遺伝物質を含む請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
生体活性剤または薬剤をカプセル内に取り込むことをさらに含む請求項５７に記載の方法。
【請求項８１】
前記生体活性剤または薬剤が小分子薬剤、ワクチン、抗体、ホルモン、成長因子、性不稔剤、受精阻害剤、受精促進剤、タンパク質、ペプチド、芳香剤、香味料、ビタミンまたは栄養素を含む請求項８０に記載の方法。
【請求項８２】
化学薬剤をカプセル内に取り込むことをさらに含む請求項５７に記載の方法。
【請求項８３】
前記化学薬剤がヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、農業物質、肥料、農薬、保存料、触媒、酵素、ポリマー、着色剤、色素、蛍光化合物、センサー分子、賦形剤、界面活性剤、洗浄剤または環境修復で使用される化学物質を含む請求項８２に記載の方法。
【請求項１】
（ａ）粒子、
（ｂ）第１の中性ポリマーフィルム、および
（ｃ）第１の中性ポリマーフィルムと接触している第２の中性ポリマーフィルム
を含み、該粒子が水性媒体に部分的または実質的に可溶性であることを特徴とする物品。
【請求項２】
前記水性媒体が無機または有機の酸あるいは無機または有機の塩基を含む請求項１に記載の物品。
【請求項３】
第１の中性ポリマーフィルムが水素結合供与体を含む請求項１に記載の物品。
【請求項４】
第１の中性ポリマーフィルムがポリカルボン酸を含む請求項３に記載の物品。
【請求項５】
第１の中性ポリマーフィルムがポリメタクリル酸、ポリヌクレオチド、またはビニル核酸のポリマーあるいはそのコポリマーを含む請求項３に記載の物品。
【請求項６】
第２の中性ポリマーフィルムが水素結合受容体を含む請求項１に記載の物品。
【請求項７】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエーテル、ポリケトン、ポリアルデヒド、ポリアクリルアミド、ポリアミン、ポリエステル、ポリホスファゼン、または多糖類、あるいはそのコポリマーを含む請求項６に記載の物品。
【請求項８】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエチレンオキシド、ポリ−１，２−ジメトキシエチレン、ポリ（ビニルメチルエーテル）、ポリ（ビニルベンゾ−１８−クラウン−６）、ポリビニルブチラール、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（４−アミン）スチレン、ポリ（シクロヘキサン−１，４−ジメチレンテレフタレート、ポリヒドロキシアクリル酸メチル、ポリ（ビス（メチルアミノ）ホスファゼン）、ポリ（ビス（メトキシエトキシエトキシ）ホスファゼン、カルボキシメチルセルロース、またはそれらのコポリマーを含む請求項６に記載の物品。
【請求項９】
第１の中性ポリマーフィルムおよび第２の中性ポリマーフィルムが架橋している請求項１に記載の物品。
【請求項１０】
前記粒子が鉱物、無機塩、有機化合物、または有機化合物の塩を含む請求項１に記載の物品。
【請求項１１】
前記粒子が炭酸カルシウム、炭酸カドミウムまたは炭酸マンガンを含む請求項１に記載の物品。
【請求項１２】
生体材料を含む請求項１に記載の物品。
【請求項１３】
前記生体材料が細胞または遺伝物質を含む請求項１２に記載の物品。
【請求項１４】
生体活性剤または薬剤を含む請求項１に記載の物品。
【請求項１５】
前記生体活性剤または薬剤が小分子薬剤、ワクチン、抗体、ホルモン、成長因子、性不稔剤、受精阻害剤、受精促進剤、タンパク質、ペプチド、芳香剤、香味料、ビタミンまたは栄養素を含む請求項１４に記載の物品。
【請求項１６】
化学薬剤を含む請求項１に記載の物品。
【請求項１７】
前記化学薬剤がヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、農業物質、肥料、農薬、保存料、触媒、酵素、ポリマー、着色剤、色素、蛍光化合物、センサー分子、賦形剤、界面活性剤、洗浄剤または環境修復で使用される化学物質を含む請求項１６に記載の物品。
【請求項１８】
（ａ）粒子、
（ｂ）第１の中性ポリマーフィルム、および
（ｃ）第１の中性ポリマーフィルムと接触している第２の中性ポリマーフィルム
を含み、該粒子の直径が約３．５ｎｍから約３．５ｍｍであることを特徴とする物品。
【請求項１９】
前記粒子の直径が約１５ｎｍから約１ｍｍである請求項１８に記載の物品。
【請求項２０】
前記粒子の直径が約２５ｎｍから約４０μｍである請求項１８に記載の物品。
【請求項２１】
前記粒子の直径が約４０ｎｍから約２０μｍである請求項１８に記載の物品。
【請求項２２】
前記粒子の直径が約８０ｎｍから約１０μｍである請求項１８に記載の物品。
【請求項２３】
第１の中性ポリマーフィルムが水素結合供与体を含む請求項１８に記載の物品。
【請求項２４】
第１の中性ポリマーフィルムがポリカルボン酸を含む請求項１８に記載の物品。
【請求項２５】
第１の中性ポリマーフィルムがポリメタクリル酸、ポリヌクレオチド、またはビニル核酸のポリマー、あるいはそれらのコポリマーを含む請求項２４に記載の物品。
【請求項２６】
第２の中性ポリマーフィルムが水素結合受容体を含む請求項１８に記載の物品。
【請求項２７】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエーテル、ポリケトン、ポリアルデヒド、ポリアクリルアミド、ポリアミン、ポリエステル、ポリホスファゼン、または多糖類、あるいはそれらのコポリマーを含む請求項２６に記載の物品。
【請求項２８】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエチレンオキシド、ポリ−１，２−ジメトキシエチレン、ポリ（ビニルメチルエーテル）、ポリ（ビニルベンゾ−１８−クラウン−６）、ポリビニルブチラール、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（４−アミン）スチレン、ポリ（シクロヘキサン−１，４−ジメチレンテレフタレート）、ポリヒドロキシアクリル酸メチル、ポリ（ビス（メチルアミノ）ホスファゼン）、ポリ（ビス（メトキシエトキシエトキシ）ホスファゼン、カルボキシメチルセルロース、またはそれらのコポリマーを含む請求項２６に記載の物品。
【請求項２９】
第１の中性ポリマーフィルムおよび第２の中性ポリマーフィルムが架橋している請求項１８に記載の物品。
【請求項３０】
前記粒子が鉱物、無機塩、有機化合物、または有機化合物の塩を含む請求項１８に記載の物品。
【請求項３１】
前記粒子が炭酸カルシウム、炭酸カドミウムまたは炭酸マンガンを含む請求項１８に記載の物品。
【請求項３２】
生体材料を含む請求項１８に記載の物品。
【請求項３３】
前記生体材料が細胞または遺伝物質を含む請求項３２に記載の物品。
【請求項３４】
生体活性剤または薬剤を含む請求項１８に記載の物品。
【請求項３５】
前記生体活性剤または薬剤が小分子薬剤、ワクチン、抗体、ホルモン、成長因子、性不稔剤、受精阻害剤、受精促進剤、タンパク質、ペプチド、芳香剤、香味料、ビタミンまたは栄養素を含む請求項３４に記載の物品。
【請求項３６】
化学薬剤を含む請求項１８に記載の物品。
【請求項３７】
前記化学薬剤がヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、農業物質、肥料、農薬、保存料、触媒、酵素、ポリマー、着色剤、色素、蛍光化合物、センサー分子、賦形剤、界面活性剤、洗浄剤または環境修復で使用される化学物質を含む請求項３６に記載の物品。
【請求項３８】
（ａ）第１の中性ポリマーフィルム、
（ｂ）第１の中性ポリマーフィルムと接触している第２の中性ポリマーフィルム、および
（ｃ）空洞
を含むことを特徴とするカプセル。
【請求項３９】
前記空洞の直径が約３．５ｎｍから約３．５ｍｍである請求項３８に記載のカプセル。
【請求項４０】
前記空洞の直径が約１５ｎｍから約１ｍｍである請求項３８に記載のカプセル。
【請求項４１】
前記空洞の直径が約２５ｎｍから約４０μｍである請求項３８に記載のカプセル。
【請求項４２】
前記空洞の直径が約４０ｎｍから約２０μｍである請求項３８に記載のカプセル。
【請求項４３】
前記空洞の直径が約８０ｎｍから約１０μｍである請求項３８に記載のカプセル。
【請求項４４】
第１の中性ポリマーフィルムが水素結合供与体を含む請求項３８に記載のカプセル。
【請求項４５】
第１の中性ポリマーフィルムがポリカルボン酸を含む請求項４４に記載のカプセル。
【請求項４６】
第１の中性ポリマーフィルムがポリメタクリル酸、ポリヌクレオチド、またはビニル核酸のポリマー、あるいはそれらのコポリマーを含む請求項４４に記載のカプセル。
【請求項４７】
第２の中性ポリマーフィルムが水素結合受容体を含む請求項３８に記載のカプセル。
【請求項４８】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエーテル、ポリケトン、ポリアルデヒド、ポリアクリルアミド、ポリアミン、ポリエステル、ポリホスファゼン、または多糖類、あるいはそれらのコポリマーを含む請求項４７に記載のカプセル。
【請求項４９】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエチレンオキシド、ポリ−１，２−ジメトキシエチレン、ポリ（ビニルメチルエーテル）、ポリ（ビニルベンゾ−１８−クラウン−６）、ポリビニルブチラール、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、ポリ（４−アミン）スチレン、ポリ（シクロヘキサン−１，４−ジメチレンテレフタレート）、ポリヒドロキシアクリル酸メチル、ポリ（ビス（メチルアミノ）ホスファゼン）、ポリ（ビス（メトキシエトキシエトキシ）ホスファゼン、カルボキシメチルセルロース、またはそれらのコポリマーを含む請求項４７に記載のカプセル。
【請求項５０】
第１の中性ポリマーフィルムおよび第２の中性ポリマーフィルムが架橋している請求項３８に記載のカプセル。
【請求項５１】
生体材料を含む請求項３８に記載のカプセル。
【請求項５２】
前記生体材料が細胞または遺伝物質を含む請求項５１に記載のカプセル。
【請求項５３】
生体活性剤または薬剤を含む請求項３８に記載のカプセル。
【請求項５４】
前記生体活性剤または薬剤が小分子薬剤、ワクチン、抗体、ホルモン、成長因子、性不稔剤、受精阻害剤、受精促進剤、タンパク質、ペプチド、芳香剤、香味料、ビタミンまたは栄養素を含む請求項５３に記載のカプセル。
【請求項５５】
化学薬剤を含む請求項３８に記載のカプセル。
【請求項５６】
前記化学薬剤がヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、農業物質、肥料、農薬、保存料、触媒、酵素、ポリマー、着色剤、色素、蛍光化合物、センサー分子、賦形剤、界面活性剤、洗浄剤または環境修復で使用される化学物質を含む請求項５５に記載のカプセル。
【請求項５７】
（ａ）第１の非荷電のポリマー溶液を粒子と接触させて粒子を第１の中性ポリマーフィルムでコーティングすることと、
（ｂ）コーティングされた粒子を第２の非荷電のポリマー溶液と接触させてコーティングされた粒子を第２の中性ポリマーフィルムでコーティングすることと
を含むことを特徴とするカプセルを製造する方法。
【請求項５８】
前記粒子が水性媒体に部分的または実質的に可溶性である請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記粒子の直径が約３．５ｎｍから約３．５ｍｍである請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記粒子の直径が約１５ｎｍから約１ｍｍである請求項５７に記載の方法。
【請求項６１】
前記粒子の直径が約２５ｎｍから約４０μｍである請求項５７に記載の方法。
【請求項６２】
前記粒子の直径が約４０ｎｍから約２０μｍである請求項５７に記載の方法。
【請求項６３】
前記粒子の直径が約８０ｎｍから約１０μｍである請求項５７に記載の方法。
【請求項６４】
前記第２の中性ポリマーフィルムでコーティングされた粒子を水性媒体と接触させて空洞を形成することをさらに含む請求項５８に記載の方法。
【請求項６５】
前記空洞の直径が約３．５ｎｍから約３．５ｍｍである請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記空洞の直径が約１５ｎｍから約１ｍｍである請求項６４に記載の方法。
【請求項６７】
前記空洞の直径が約２５ｎｍから約４０μｍである請求項６４に記載の方法。
【請求項６８】
前記空洞の直径が約４０ｎｍから約２０μｍである請求項６４に記載の方法。
【請求項６９】
前記空洞の直径が約８０ｎｍから約１０μｍである請求項６４に記載の方法。
【請求項７０】
前記水性媒体が無機または有機の酸あるいは無機または有機の塩基を含む請求項５７に記載の方法。
【請求項７１】
第１の中性ポリマーフィルムが水素結合供与体を含む請求項５７に記載の方法。
【請求項７２】
第１の中性ポリマーフィルムがポリカルボン酸を含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
第１の中性ポリマーフィルムｇがポリメタクリル酸、ポリヌクレオチド、またはビニル核酸のポリマー、あるいはそれらのコポリマーを含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７４】
第２の中性ポリマーフィルムが水素結合受容体を含む請求項５７に記載の方法。
【請求項７５】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエーテル、ポリケトン、ポリアルデヒド、ポリアクリルアミド、ポリアミン、ポリエステル、ポリホスファゼン、または多糖類、あるいはそれらのコポリマーを含む請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
第２の中性ポリマーフィルムがポリエチレンオキシド、ポリ−１，２−ジメトキシエチレン、ポリ（ビニルメチルエーテル）、ポリ（ビニルベンゾ−１８−クラウン−６）、ポリビニルブチラール、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（４−アミン）スチレン、ポリ（シクロヘキサン−１，４−ジメチレンテレフタレート）、ポリヒドロキシアクリル酸メチル、ポリ（ビス（メチルアミノ）ホスファゼン）、ポリ（ビス（メトキシエトキシエトキシ）ホスファゼン、カルボキシメチルセルロースまたそれらのコポリマーを含む請求項７４に記載の方法。
【請求項７７】
第１の中性ポリマーフィルムおよび第２の中性ポリマーフィルムが架橋している請求項５７に記載の方法。
【請求項７８】
生体材料をカプセル内に取り込むことをさらに含む請求項５７に記載の方法。
【請求項７９】
前記生体材料が細胞または遺伝物質を含む請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
生体活性剤または薬剤をカプセル内に取り込むことをさらに含む請求項５７に記載の方法。
【請求項８１】
前記生体活性剤または薬剤が小分子薬剤、ワクチン、抗体、ホルモン、成長因子、性不稔剤、受精阻害剤、受精促進剤、タンパク質、ペプチド、芳香剤、香味料、ビタミンまたは栄養素を含む請求項８０に記載の方法。
【請求項８２】
化学薬剤をカプセル内に取り込むことをさらに含む請求項５７に記載の方法。
【請求項８３】
前記化学薬剤がヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、農業物質、肥料、農薬、保存料、触媒、酵素、ポリマー、着色剤、色素、蛍光化合物、センサー分子、賦形剤、界面活性剤、洗浄剤または環境修復で使用される化学物質を含む請求項８２に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２００７−５１４５１８（Ｐ２００７−５１４５１８Ａ）
【公表日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３４１８１（Ｐ２００６−５３４１８１）
【出願日】平成１６年９月３０日（２００４．９．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３２４９１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３２５１２
【国際公開日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（５０６１０９８１２）トラスティーズ オブ スティーヴンス インスティチュート オブ テクノロジー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月３０日（２００４．９．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３２４９１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３２５１２
【国際公開日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（５０６１０９８１２）トラスティーズ オブ スティーヴンス インスティチュート オブ テクノロジー (1)
【Ｆターム（参考）】
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