JPH09221502A - キトサンナノスフェア及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液中硬化法における微粒子の調製法におい
て、乳化剤としてカチオン性の４級アンモニウム塩型界
面活性剤を用いることにより、その表面がポリアルキレ
ングリコール修飾により親水可能で、かつ、粒径分布が
極めて良く制御されたナノスフェアを高収率で製造し得
る。 【解決手段】 平均粒子径が１０００ｎｍ以下であるキ
トサンナノスフェア、表面がポリアルキレングリコール
修飾により親水化されたキトサンナノスフェア及びそれ
らの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はキトサンナノスフェ
ア及びその製法に関し、詳細には分離材、化粧品用基
材、医薬品、その助剤等として有用なキトサンナノスフ
ェア及びその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】キトサ
ン（β−１、４−ポリ−Ｄ−グルコサミン）はキチン
（β−１、４−ポリ−Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミ
ン）を濃アルカリ溶液と加熱して得られる脱アセチル化
物で、天然にはエビ、カニ等の甲殻類の殻に含まれるこ
と、さらには微生物やキノコの細胞壁を構成することが
知られている。キトサンは、凝集剤、農薬、食品、化粧
品等の分野で利用されているほか、反応性に富むアミノ
基を有し化学修飾による分子設計が行いやすいこと、生
体適合性がよく毒性もないことから、手術用縫合糸や人
工皮膚等の医療材料としても利用されている。また近年
では、キトサンのゲル形成能を利用して、薬物を分散さ
せ徐放性にした顆粒剤の研究も進められている（薬剤
学，５０，５８−６１（１９９０））。

【０００３】一方、微粒子状の医薬品又はその担体とし
て検討が進められているものの中に、マイクロカプセ
ル、マイクロスフェア等がある。マイクロカプセルは、
芯物質を高分子で被覆したものであり、狭義には芯物質
が１つであるものをいう。マイクロスフェアは広義には
マイクロカプセルと同義に用いられるが、狭義には芯物
質が、固体又は液体の形で高分子のマトリックス中に多
数分散しているものをいう。マイクロカプセルとして
は、黄体形成ホルモン放出ホルモンの誘導体である酢酸
リュープロライドを芯物質として、乳酸−グリコール酸
共重合体を壁物質として用いたものが既に知られている
（Ｃｈｅｍ．Ｐｈａｒｍ．Ｂｕｌｌ，３６，１０９５−
１１０３（１９８８））。

【０００４】またこれらの微粒子を組織あるいは臓器特
異的な薬物伝達に用いようという試みが数多くなされて
いる。この場合に最も問題となるのが、これらの微粒子
が、生体内の細網内皮系と呼ばれる異物排除機構によっ
て捕捉されてしまうことである。細網内皮系、すなわち
肝臓のクッパー細胞及び脾臓のマクロファージによる捕
捉を回避し、肝臓と脾臓以外の臓器に微粒子を到達させ
るには、微粒子の粒子径と表面の親水・疎水性の制御が
必要となる。すなわち粒子径を２５０〜３００ｎｍ以下
のナノスフェアとし、表面に親水化層をもうけてやるこ
とが必要であるということが示されている（Ｂｉｏｃｈ
ｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ｒｅｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１７
７（２），８６１−８６６（１９９１））。表面に親水
化層をもうける手段として、ポリエチレングリコールに
よる修飾が知られている。例えばリポソーム表面にポリ
エチレングリコールを結合させることにより、内封物の
漏れ、凝集、及び網内系器官での捕捉等の性質が改良さ
れることが報告されている（特開平１−２４９７１７号
公報、同２−１４９５１２号公報、ＦＥＢＳ ｌｅｔｔ
ｅｒｓ，２６８，２３５（１９９０）等）。しかしナノ
スフェアにおいて、同様の修飾が行われた報告はまだな
い。

【０００５】またこのようなナノスフェアは生体に対し
て用いるものであるから、生体適合性および生体内分解
性を持つことが好ましい。しかし生体適合性及び生体内
分解性を持つ高分子を用いたナノスフェアの製造技術の
蓄積は十分ではないのが現状であった。

【０００６】

【発明の課題を解決するための手段】本発明者らは、液
中硬化法における微粒子の調製法において、乳化剤とし
てカチオン性の４級アンモニウム塩型界面活性剤を用い
ることにより、高収率でナノスフェアを製造し得るこ
と、及びこのナノスフェア表面がポリアルキレングリコ
ール修飾により親水化可能であることを見出し、本発明
を完成するに至った。

【０００７】すなわち本発明の要旨は、平均粒子径が１
０００ｎｍ以下であるキトサンナノスフェア、表面がポ
リアルキレングリコール修飾により親水化されたキトサ
ンナノスフェア及びそれらの製造法に存する。以下本発
明につき詳細に説明する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のキトサンナノスフェア
は、キトサン（β−１、４−ポリ−Ｄ−グルコサミン）
からなる平均粒子径が１０００ｎｍ以下のナノスフェア
であり、例えばキトサンの酢酸水溶液を有機溶媒中で乳
化することにより製造することができる。かかる有機溶
媒としては、水と混和しない性質のものであればよく、
例えばハロゲン化アルカン、具体的にはジクロロメタ
ン、クロロホルム、クロロエタン、ジクロロエタン、ト
リクロロエタン、四塩化炭素など、酢酸エチル、エチル
エーテル、シクロヘキサン、ベンゼン、ｎ−ヘキサン、
トルエンなどが挙げられ、これらは単独で使用しても２
種以上混合して用いてもよい。好適にはハロゲン化アル
カンが使用される。反応条件は、有機溶媒中に、キトサ
ンを含む水相を乳化し、Ｗ／Ｏ型エマルションを調製
し、グルタルアルデヒド等の架橋剤を添加し、キトサン
水溶液の液滴を硬化しナノスフェアを得るというもので
ある。

【０００９】また乳化する際には、上記有機溶媒に加え
て、カチオン性の４級アンモニウム塩型の界面活性剤を
共存させる。かかるカチオン性の４級アンモニウム塩型
界面活性剤としては任意のものを使用することができ、
通常に市販されているものでよい。具体的には、コータ
ミン８６Ｐ、６０Ｗ（いずれも花王（株）製）などの４
級アンモニウム塩型のものが好適に使用される。かくし
て平均粒子径が１０００ｎｍ以下である均一なキトサン
ナノスフェアを得ることができる。

【００１０】本発明においては、有機溶媒としてクロロ
ホルムを用い、かかるカチオン性の４級アンモニウム塩
型界面活性剤を濃度０．０１〜１０％、より好ましくは
０．５〜１％共存させ、油水比率を１０：１〜１００：
１、より好ましくは４０：１〜６０：１にし、さらにプ
ローブ型超音波照射機等を用いて乳化を行うと、平均粒
子径が約２００〜３００ｎｍの均一なキトサンナノスフ
ェアを得ることができる。

【００１１】本発明のキトサンナノスフェアは、その表
面をポリアルキレングリコールを用いて、キトサンナノ
スフェア上のアミン残基と当該ポリアルキレングリコー
ル部を有する化合物残基とを結合させて表面を親水化す
ることにより、細網内皮系を回避できる可能性のあるキ
トサンナノスフェアを得ることができる。すなわち上記
のキトサンナノスフェアの調製時にグルタルアルデヒド
等の架橋剤を添加して、キトサン水溶液の液滴を硬化し
た後、種々のポリアルキレングリコール化試薬を有機溶
媒に溶解して添加すると、キトサンナノスフェアの表面
をポリアルキレングリコールで修飾することができる。

【００１２】ポリアルキレングリコール化試薬として
は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレ
ングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘ
キサメチレングリコール等のポリアルキレングリコール
残基を有するものであれば特に制限はされない。好まし
くは、モノメトキシポリエチレングリコール分子中にト
リアジン残基、アルデヒド基、カルボキシル基、酸無水
化物基、エポキシ基、酸クロライド基等の官能基が結合
した形のものが用いられ、かかる官能基とキトサンナノ
スフェア上のアミン残基とを結合させることにより、親
水性のポリアルキレングリコール部が表面上に存在する
キトサンナノスフェアを得ることができる。

【００１３】このようにして、表面をポリアルキレング
リコールで修飾したキトサンナノスフェアは、その内部
に所望の医薬を取り込ませることにより、薬物の徐放効
果やドラッグデリバリーシステム効果を目的とした医薬
品として、また分離剤、化粧品用基材等への利用が期待
される。

【００１４】

【実施例】以下に本発明を実施例を挙げて具体的に説明
するが、その要旨を越えない限り以下に限定されるもの
ではない。 実施例１ キミツキトサングレードＦ（キミツ化学（株）製）５０
ｍｇ及び酢酸５０ｍｇを脱イオン水０．９５ｇに溶解
し、乾固させたコータミン８６Ｐ（花王（株）製）を
０．５ｇ溶解したクロロホルム５０ｍｌ中に混合した。
常温で２０分攪拌したあと、氷冷下超音波照射機（ＢＲ
ＡＮＳＯＮ ＳＯＮＩＦＩＥＲ ４５０）で２０分乳化
した。得られた混合物にグルタルアルデヒド飽和クロロ
ホルムを２ｍｌ加え、４５℃で３時間反応させた後、こ
の混合物に５０ｍｌのアセトンを加え遠心分離により沈
殿する固形分を分離した。分離した固形分をアセトン、
メタノール、脱塩水の順に２回ずつ洗浄し、凍結乾燥に
より乾燥しキトサンナノスフェアを得た。得られたナノ
スフェアの平均粒径は電子顕微鏡による観察によると約
２００ｎｍであり、動的光散乱法による測定では約２５
０ｎｍであった（図１）。

【００１５】実施例２ 実施例１において、コータミン８６Ｐの代わりにコータ
ミン６０Ｗ（花王（株）製）を用いた他は同様にして、
キトサンナノスフェアを得た。得られたナノスフェアの
平均粒径は、電子顕微鏡による観察によると約２００ｎ
ｍであった。

【００１６】実施例３〜７ キミツキトサングレードＦ（キミツ化学（株）製）５０
ｍｇ及び酢酸５０ｍｇを脱イオン水０．９５ｇに溶解
し、乾固させたコータミン８６Ｐ（花王（株）製）を
０．５ｇ溶解したクロロホルム５０ｍｌ中に混合した。
常温で２０分攪拌したあと、氷冷下超音波分散機で２０
分乳化した。得られた混合物にグルタルアルデヒド飽和
クロロホルムを２ｍｌ加え、４５℃で２時間反応させた
後、この懸濁液を５ｍｌ分取し１００ｍｇ／ｍｌの活性
化ＰＥＧ２（生化学工業（株）製）のクロロホルム溶液
を表１に示す量だけ添加し室温で一晩攪拌した。これら
の混合物に同量のアセトンを加え遠心分離により固形分
を分離した。分離した固形分をアセトン、炭酸水素ナト
リウムー炭酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ１０）、脱塩水の
順に２回ずつ洗浄し、得られたＰＥＧ修飾キトサンナノ
スフェアのゼータ電位を測定した。

【００１７】

【表１】 表１ ────────────────────────────────── 実施例 活性化ＰＥＧ２添加量（ｍｌ） ゼータ電位（ｍＶ） ────────────────────────────────── ３ ０ ２２．５ ４ ０．５ １５．７ ５ １．０ １４．３ ６ １．５ １０．９ ７ ２．０ １０．２ ────────────────────────────────── 活性化ＰＥＧの添加に伴い、得られたＰＥＧ修飾キトサ
ンナノスフェアのゼータ電位が低下していることから、
キトサンナノスフェアと活性化ＰＥＧとが結合している
ことは明らかである。

【００１８】

【発明の効果】本発明のキトサンナノスフェアは、その
粒径分布が極めて良く制御された微粒子であることか
ら、各種の分離材、化粧品用基材、医薬品、その助剤等
として利用が期待され、特にその表面をポリアルキレン
グリコールで処理して親水化することにより、薬物の徐
放効果やドラッグデリバリーシステム効果を目的とした
医薬品への利用が大いに期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の実施例１で得られたキトサンナノスフェ
アを、動的光散乱法により測定した粒径分布を表す図面
である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒子径が１０００ｎｍ以下であるこ
   とを特徴とするキトサンナノスフェア。
2. 【請求項２】 キトサンナノスフェアの表面のアミン残
   基を介して、ポリアルキレングリコール部を有する化合
   物残基が結合されてなる請求項１に記載のキトサンナノ
   スフェア。
3. 【請求項３】 キトサン水溶液を、４級アンモニウム塩
   型界面活性剤の存在下、有機溶媒中で乳化することを特
   徴とする請求項１または２に記載のキトサンナノスフェ
   アの製造法。
4. 【請求項４】 キトサン水溶液を、４級アンモニウム塩
   型界面活性剤の存在下、有機溶媒中で乳化し、ポリアル
   キレングリコール化試薬を反応させることを特徴とする
   請求項１から３のいずれかに記載のキトサンナノスフェ
   アの製造法。