JPH06293631A

JPH06293631A - ケラチン加水分解物を担体として用いたドラッグデリバリーシステム

Info

Publication number: JPH06293631A
Application number: JP8093993A
Authority: JP
Inventors: Masaki Odagiri; 優樹小田切; Teruko Imai; 輝子今井; Yoshitaka Nishida; 吉孝西田; Kenji Kida; 建次木田; Yorikazu Sonoda; 頼和園田; Hiroaki Egawa; 博明江川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-04-07
Filing date: 1993-04-07
Publication date: 1994-10-21

Abstract

(57)【要約】【目的】ケラチン加水分解物を担体として用いた、安
価で毒性の低いドラッグデリバリーシステムを提供す
る。【構成】ケラチン加水分解物は、生体構成タンパク質
であるケラチンを加水分解して得られるペプチドであ
り、血中滞留性が高い。このケラチン加水分解物を担体
として薬物と結合させて投与する、本発明のドラッグデ
リバリーシステムを利用すると、薬物の至適有効量が長
時間にわたり持続される。ケラチン加水分解物は、投与
経路によって異なる体内動態を示し、特定の部位への集
積性がある。従って、ケラチン加水分解物を、その特定
の部位で薬効を発揮することが所望される薬物と結合さ
せて投与することにより、薬物に特定の部位への集積性
を付与し、薬効を増大させ得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、担体としてケラチン加
水分解物を用いるドラッグデリバリーシステムに関す
る。より詳しくは血中半減期が比較的長く、標的組織へ
効果的に薬効成分を分布させることの可能な製剤を提供
するためにケラチン加水分解物を担体として用いたドラ
ッグデリバリーシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】薬物は錠剤、注射剤など所定の剤形にし
て投与される。しかし、体内に入った薬物の全体が薬効
に関わるのではない。そのごく一部が標的器官に到達し
て薬効を発揮し、残りは薬物を必要としない体内各部位
に到達し、それが副作用の形で現れる。これまでの剤形
は、便宜的に薬物をある作用点に送る手段として用いら
れてきた剤形であり、若干の無駄、不能率、弊害があっ
てもやむを得ないとされてきた。ドラッグデリバリーシ
ステムはこのような問題を解決するために生まれてきた
ものであり、薬物を他の組織に影響を与えずに作用部位
あるいはその近くに到達させることを目的としたシステ
ムである。このようなシステムによって、薬物の不必要
な高い血中濃度の解消、至適量の体内持続時間の延長、
副作用発現の抑制などが達成される。

【０００３】ドラッグデリバリーシステムには、上記の
ように生体内の標的（特定の細胞、組織、器官など）に
薬物を運んで選択的に吸着、集積、作用させるターゲッ
ティング機能に加えて、標的において該薬物が短時間の
うちに放出されて代謝されることなく一定の濃度を維持
することを可能にする放出抑制機能が必要である。

【０００４】薬物をコントロールして放出するために有
力な材料としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポ
リ乳酸、ポリエチレングリコール、スチレンマレイン酸
共重合体などのような高分子膜が有用である。他にも生
体内で分解する徐放性のポリマーを用いたバイオ医薬の
開発や、コラーゲンを用いた医薬品の徐放製剤化も研究
されている。しかし、これらは生体適合性、毒性あるい
は価格などの点で問題があった。

【０００５】ドラッグデリバリーシステムのターゲット
機能に関して言えば、最も直接的なターゲッティング
は、生体内の患部組織にドラッグデリバリーシステムを
留置することであり、すでに婦人科、あるいは眼科での
薬物に応用されている。例えば、婦人科では避妊の目的
でプロゲステロンをＴ字形のバッグの中に入れ、それを
子宮内に挿入するシステムが開発されている。眼科で
は、緑内障の患者にピロカルピンを中に封じ込んだ透明
のコントロール膜をコンタクトレンズのように眼底部に
装着させる薬剤が用いられている。

【０００６】しかし生体内でのターゲッティング機能を
高めるための研究が望まれており、その成功のためには
担体として何を用いるかが大きな問題となっている。特
に、肝臓あるいは腎臓に特異的に取り込まれるような安
価で毒性が少ない担体は発見されていない。従って肝臓
あるいは腎臓で薬効が発揮されることが望まれる薬物と
結合して、この薬物が、他の器官に副作用を与えること
なく肝臓あるいは腎臓で有効濃度を持続させることを可
能にする担体の開発が望まれている。さらに、一般に薬
物がタンパク質製剤の場合は粘膜吸着性が悪く生体が異
物として認識するために血中半減期が短い。そこでタン
パク質製剤の血中滞留時間を延長する能力を持った担体
の開発が望まれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決するものであり、その目的とするところは、毒性の低
い安価なドラッグデリバリーシステム用の担体、特に薬
物に肝臓あるいは腎臓などの特定の部位指向性、および
血中滞留性を付与する担体を提供することであり、この
ような担体を用いたドラッグデリバリーシステムを確立
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、担体に薬物を
担持させて投与するドラッグデリバリーシステムにおい
て、その担体がケラチン加水分解物を含有するものであ
り、そのことにより上記目的が達成される。

【０００９】好ましい実施態様においては、該ケラチン
加水分解物の分子量は3500から4500である。

【００１０】本発明の一つの実施態様においては、該ド
ラッグデリバリーシステムは、薬物に肝臓あるいは腎臓
指向性を付与する。

【００１１】本発明の一つの実施態様においては、本発
明のドラッグデリバリーシステムに用いられる薬物はペ
プチド製剤である。

【００１２】本発明の別の実施態様においては、本発明
のドラッグデリバリーシステムに用いられる薬物が抗炎
症剤、抗がん剤、抗ウィルス剤からなる群から選択され
る。

【００１３】本発明の別の実施態様においては、該ドラ
ッグデリバリーシステムは徐放性製剤である。

【００１４】本発明において「担体」とは、薬物と共に
混合分散され、吸着、化学結合などの手法により薬物と
結合し、複合体を形成する物質のことである。

【００１５】「徐放性製剤」とは、上記の薬物−担体複
合体が、生体に投与された時に、所定の期間にわたって
望ましい速度で薬物が担体から徐々に放出（脱離）され
るような製剤である。

【００１６】「ケラチン」とは、動物の皮膚の上皮由来
で、体の一番外側にある構造体の主成分タンパク質であ
り、そしてジスルフィド結合に富む不溶性の細胞内タン
パク質である。

【００１７】「ケラチン加水分解物」とは、上記ケラチ
ンを加水分解して得られる物質であり、水溶性の物質で
ある。

【００１８】ケラチン原料はウシの蹄角、羊毛、羽毛、
髪、爪などから大量に安価に得ることが可能である。加
水分解の方法としては、Na₂Sによる加水分解、酵素によ
る加水分解、酸による加水分解、アルカリによる加水分
解などの方法が挙げられ、好ましくはNa₂Sによる加水分
解である。ケラチン加水分解物は原料から１段階の加水
分解を行うだけで容易に調製され得る。種々の分子量の
ケラチン加水分解物を含むケラチン加水分解液からの、
所望の分子量を有するケラチン加水分解物の単離はゲル
濾過、透析膜分離などによって行う。

【００１９】本発明のケラチンを担体として用いたドラ
ッグデリバリーシステムにおいては、薬物−ケラチン加
水分解物複合体は、化学結合、物理的吸着、イオン結合
などの当業者に公知の方法で、薬物とケラチン加水分解
物とを結合させることによって得られる。好適な実施態
様においては、薬物をケラチン加水分解物を含む水溶液
に溶解し化学処理することによって化学的に結合させ
る。

【００２０】上記の薬物−ケラチン加水分解物複合体に
おけるケラチンと薬物との量的な関係は、ケラチン加水
分解物100量部に対して、薬物20部〜100部であり、好ま
しくは40部〜50部である。液剤として用いる場合のケラ
チン加水分解物の濃度は、0.1〜10重量％であり、好ま
しくは0.5〜1.0重量％である。

【００２１】上記の薬物−ケラチン複合体は生理食塩
水、生理的緩衝液、注射用蒸留水、好ましくは注射用蒸
留水に溶解後、pHを7.0-7.4に調整し、さらに滅菌を行
って注射用の製剤とし、静脈内投与、皮下投与、筋肉内
投与に供される。あるいはカプセル剤、錠剤、液剤とし
て、経粘膜投与することも可能である。

【００２２】本発明のドラッグデリバリーシステムの高
い血中滞留性は、担体として用いるケラチン加水分解物
によって達成される。

【００２３】体内に投与されたケラチン加水分解物は、
生体内のプロテアーゼによって加水分解を受け尿中に排
泄されるが、その排泄速度は他のタンパク質に比べて非
常に遅く、血中における滞留性が高い。表１に水牛の蹄
角をNa₂Sによって加水分解して得た分子量約4000のケラ
チン加水分解物（ケラチン4000と称する）の所定の濃度
の溶液と、マウス血漿またはヒト血清アルブミン（HS
A）とを接触させたときの結合率を示す。このようにケ
ラチン加水分解物は血漿成分と強く結合するため、上記
のように血中滞留性が良好であると考えられる。

【００２４】

【表１】

【００２５】従って、実施例に示すように、スーパーオ
キシドディムスターゼ(SOD)などの消失半減期の短いタ
ンパク質製剤薬物に結合させることによって、薬物−ケ
ラチン複合体の血中滞留性を増大し、薬効を増大するこ
とが可能である。ケラチン加水分解物の分子量と各臓器
からの消失速度定数との間には相関関係があり、ケラチ
ン加水分解物の分子量により臓器からの消失を調節する
ことが可能であると考えられる。

【００２６】さらに別の見地では、一般に高分子化合物
の血中滞留性が増大すると、炎症部位などの血管透過性
が増大した組織へ移行しやすくなることが知られてい
る。このことによりケラチン加水分解物を担体として用
いて、抗炎症剤、抗がん剤、抗ウィルス剤などの薬剤と
結合させて静脈内、筋肉内あるいは皮下投与することに
より、薬物が薬効を発揮することが所望される炎症部位
へ効率よく運ぶことが可能である。

【００２７】ケラチン加水分解物は、静脈内投与される
と、肝臓および腎臓に分布する割合が高く、血中から消
失していくケラチンは特異的に肝臓および腎臓に集積す
る。このことにより、肝臓あるいは腎臓での薬効を発揮
することが望まれる薬物に肝臓あるいは腎臓指向性を付
与することが可能である。

【００２８】さらに薬物がペプチドであり、プロテアー
ゼによる加水分解のために分解され薬効を消失するよう
な場合にも、ケラチン加水分解物にこの薬物であるペプ
チドを担持させて各粘膜（直腸、鼻、肺など）から投与
すると、ケラチン加水分解物が、薬効ペプチドの疑似ペ
プチドとしてプロテアーゼによる加水分解を受け、薬物
が効率よく吸収されるという利点がある。

【００２９】以下に実施例により本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明を限定するものではない。

【００３０】

【実施例】

（実施例）ケラチン加水分解物とスーパーオキシドディ
ムスターゼ(SOD)を用いたドラッグデリバリーシステム
活性酸素酵素は、虚血性組織病変や炎症を主体とする各
種の疾患を引き起こすことが示唆されている。スーパー
オキシドディムスターゼ(SOD)は、この活性酸素酵素毒
性を消去することで最近注目されている酵素である。

【００３１】SODの医薬への応用に関する研究は活発に
なされてきたが、血中に投与されたSODは、腎糸球体濾
過により速やかに尿中に排泄されてしまい、体内ではそ
の酵素活性を十分に発現できないことが問題であった。

【００３２】そこで以下に記載のように、ケラチン加水
分解物をSODに化学結合させ、その体内動態を調べ未修
飾SODの体内動態と比較した。

【００３３】A.標識ケラチン加水分解物の調製水牛の蹄角をNa₂Sで加水分解後、ゲル濾過によって分子
量約4000のケラチン加水分解物を得る。触媒としてラク
トパーオキシダーゼを用いてNa¹²⁵Iを酸化し、遊離した
¹²⁵Iで上記のケラチン加水分解物のチロシンの水素を置
換して、標識した。

【００３４】B.標識ケラチン加水分解物とSODとの結合ケラチン加水分解物1gを0.5M炭酸水素ナトリウム水溶液
50mlに溶解し、無水コハク酸を10分ごとに100mgずつ5回
添加した。これを室温で60分間攪拌放置する。なお反応
中は、0.5M炭酸水素ナトリウムを加えることによりpHを
8に保つ。反応終了後、脱塩化し凍結乾燥してサクシニ
ル化ケラチンを得た(収率80％)。

【００３５】SOD50mg、サクシニル化ケラチン150mgを0.
1Mのリン酸緩衝液(pH6)に溶解し、1-エチル-3ー(3-ジメ
チルアミノプロピル)カルボジイミド100mgを加えた。こ
れを室温で1時間、さらに4℃で16時間攪拌放置した。限
外濾過法により過剰のサクシニル化ケラチンを除去した
後、セファクリルS-200カラムによりゲル濾過して結合
体の分画を集め、凍結乾燥してSOD-ケラチン加水分解物
結合体を得た(収率30％)。

【００３６】C.ケラチン加水分解物-SOD複合体の投与得られたケラチン加水分解物-SOD複合体50mgを注射用蒸
留水10mlに溶解し、pHを7.4に調整し滅菌した後、マウ
ス（30g-35g）の尾静脈より急速静脈内投与した（150μ
l/30g）。

【００３７】D.血中濃度の経時変化オートウェルガンマカウンタで放射活性を測定すること
によって血中内濃度を測定し、経時変化を調べた。

【００３８】その結果、未修飾SODよりもケラチン-SOD
複合体の方がより長く血漿中に滞留しており、表２に示
すように、未修飾SODの血中半減期（α_1/2）が約7分で
あるのに対してケラチン-S0D複合体の血中半減期は約50
分と7倍以上延長された。

【００３９】

【表２】

【００４０】このことは、ケラチンでSODを修飾するこ
とによりSODの血中濃度が高く保たれ、またその活性も
維持されていることを示唆している。本実施例のケラチ
ン加水分解物-SOD複合体は、生体適合性あるいは毒性な
どの面から、従来のポリエチレングリコール、アルブミ
ン、スチレンマレイン酸共重合体とSODとの複合体より
優れていた。

【００４１】（参考例）ケラチン加水分解物の種々の投
与方法による投与後の体内動態ケラチン加水分解物は、
水牛の蹄角をNa₂Sによって加水分解した後ゲル濾過して
得られた、分子量約4000のものを使用した。

【００４２】クロラミンT法、あるいはラクトパーオキ
シダーゼ法によって標識したケラチン加水分解物をpH7.
4のリン酸バッファーに溶解して、次に示す各投与方法
で投与した。測定は血液、尿あるいは組織をオートウェ
ルガンマカウンタで放射活性を測定することによって行
った。

【００４３】１．経肺投与後の体内動態ペントバルビタール完全麻酔下のマウス（30g−35g）に
標識したケラチン加水分解物のリン酸バッファー溶液
（2mg／ml）30μlを経肺投与した。

【００４４】図１に血中濃度推移、図２に尿中排泄曲
線、図３に肝臓および腎臓内濃度の経時変化を示す。

【００４５】２．静脈内投与後の体内動態標識したケラチン加水分解物のリン酸バッファー溶液
（400μg／ml）を150μl／30g（2mg／kg）マウス（30g
−35g）の尾静脈に急速静脈内投与した。

【００４６】図４に血中濃度推移、図５に尿中排泄曲
線、図６に肝臓および腎臓内濃度の経時変化を示す。

【００４７】３．皮下投与後の体内動態標識したケラチン加水分解物のリン酸バッファー溶液
（400μg／ml）を150μl／30g（2mg／kg）マウス（30g
−35g）背部皮下に投与した。

【００４８】図７に血中濃度推移、図８に尿中排泄曲
線、図９に肝臓および腎臓内濃度の経時変化を示す。

【００４９】

【発明の効果】本発明のドラッグデリバリーシステムに
おいては、安価で毒性が低く、調製が容易な担体が用い
られる。この担体を用いたドラッグデリバリーシステム
により、薬物に、肝臓あるいは腎臓などの特定の部位集
積性および血中滞留性を付与することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】経肺投与後のケラチン加水分解物の血中濃度推
移を示す。

【図２】経肺投与後のケラチン加水分解物の尿中排泄曲
線を示す。

【図３】経肺投与後のケラチン加水分解物の肝臓および
腎臓での経時変化を示す。

【図４】静脈内投与後のケラチン加水分解物の血中濃度
推移を示す。

【図５】静脈内投与後のケラチン加水分解物の尿中排泄
曲線を示す。

【図６】静脈内投与後のケラチン加水分解物の肝臓およ
び腎臓での経時変化を示す。

【図７】皮下投与後のケラチン加水分解物の血中濃度推
移を示す。

【図８】皮下投与後のケラチン加水分解物の尿中排泄曲
線を示す。

【図９】皮下投与後のケラチン加水分解物の肝臓および
腎臓での経時変化を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者園田頼和熊本県熊本市大江１丁目９番22号 (72)発明者江川博明熊本県熊本市清水町大字大窪875番地106

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】担体に薬物を担持させて投与するドラッグ
デリバリーシステムにおいて、該担体がケラチン加水分
解物を含有する、ドラッグデリバリーシステム。
【請求項２】前記ケラチン加水分解物の分子量が3500か
ら4500である、請求項１に記載のドラッグデリバリーシ
ステム。
【請求項３】前記薬物に肝臓あるいは腎臓指向性を付与
する、請求項１または２に記載のドラッグデリバリーシ
ステム。
【請求項４】前記薬物がペプチド製剤である、請求項１
または２に記載のドラッグデリバリーシステム。
【請求項５】前記薬物が抗炎症剤、抗がん剤、抗ウィル
ス剤からなる群から選択される、請求項１または２に記
載のドラッグデリバリーシステム。
【請求項６】徐放性製剤である、請求項１から５のいず
れかに記載のドラッグデリバリーシステム。