JPH09504026A - 流動床乾燥工程を含んでなるミクロスフェアの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ミクロスフェアを流動床中で乾燥するための方法、またその方法により乾燥したミクロスフェアを含んでなる組成物を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 流動床乾燥工程を含んでなるミクロスフェアの製造方法 発明の背景 発明の分野 本発明は、流動床乾燥を含む、ミクロスフェアの製造方法に関する。 背景および関連技術の説明 本発明は、ミクロスフェアの製造方法を提供し、該方法ではミクロスフェアを 流動床中で乾燥する。本発明のミクロスフェアは、抗原、アジュバント、ペプチ ド、ポリペプチド、ホルモン、抗生物質等といったような、あらゆる種類の活性 物質を封入することができる。 ミクロスフェアを形成するためのポリマーマトリックスは、文献に記載されて いる。米国特許第４,９１７,８９３号および同第４,６５２,４４１号は、水溶性 薬剤、薬剤を保持する物質を含む内部水相、およびポリマー物質を含む油相を含 んでなる油中水型エマルションを製造することにより製造したマイクロカプセル を開示している；内部または水相を増粘するか、または凝固して、粘度を約５０ ００センチポアズ以上とする。その結果得られるエマルションを水中乾燥する。 米国特許第４,９５４,２９８号は、内部水相として水溶性薬剤を含む溶液、およ び油相としてポリマーを含む溶液からなる油中水型エマルションを製造し、その エマルションを水相中に分散させて、その結果得られる水中油中水型エマルショ ンを水中乾燥することによるマイクロカプセルの製造を開示しており、ここでは 、水中油中水型エマルションを製造する際に使用する油中水型エマルションの粘 度を約１５０〜約１０,０００センチポアズに調節する。 当業界のミクロスフェアは一般に、減圧乾燥または凍結乾燥により乾燥されて いる。これらの方法は時間がかかって、結果的には、そのように乾燥したミクロ スフェアの分解または「クラッキング」を起こすことが多い。 従って、本発明の目的は、ミクロスフェアを乾燥するための方法を提供するこ とである。 他の目的は、乾燥するための時間量およびミクロスフェアの分解量を減らす、 ミクロスフェアの乾燥方法を提供することである。 これらの目的および他の目的は、当業者に明白であろう。 発明の要約 従って、本発明は、ミクロスフェアの製造方法を提供し、該方法ではミクロス フェアを流動床中で乾燥する。本発明のミクロスフェアは、抗原、アジュバント 、ペプチド、ポリペプチド、ホルモン、抗生物質等といったような、あらゆる種 類の活性物質を封入することができる。本発明のミクロスフェアの形成に好まし いポリマーマトリックスは、あらゆるポリエステルを使用することができるが、 ポリ(Ｄ−Ｌ−ラクチド−コ−グリコリド)である。本発明のミクロスフェアは、 水中油中水型エマルション法により形成するのが好ましい。本発明の乾燥工程は 、より従来的な乾燥方法に必要とされる長い時間を短縮して、ミクロスフェアの 分解量を減らす。 本発明の一態様は、活性物質をミクロスフェアに封入するための方法であって 、 （ａ）ポリマーを有機溶媒に溶解して、溶液を製造し； （ｂ）活性物質を（ａ）の溶液に加えて、第一エマルションまたはサスペンショ ンを含んでなるポリマー−活性物質混合物を製造し； （ｃ）工程（ｂ）の混合物を乳化浴に加えて、第二エマルションを含んでなるミ クロスフェアを製造し； （ｄ）工程（ｃ）のミクロスフェアを硬化して、封入された活性物質を含んでな る硬化ミクロスフェアを製造し； （ｅ）工程（ｄ）のミクロスフェアを流動床中で乾燥する ことを含んでなる方法である。 本発明の他の態様は、活性物質を封入するミクロスフェアを含んでなる組成物 であり、ミクロスフェアは流動床中で乾燥する。 本発明の他の態様は、ミクロスフェアを流動床中で乾燥することを含んでなる ポリラクチドミクロスフェアを製造するための方法である。 図面の簡単な説明 第１図は、ポリラクチド(ＰＬＧＡ)ミクロスフェアのバルク侵食(erosin)過程 を示す図である。ＰＬＧＡミクロスフェアは一般に、投与前に水和している。挿 入図に示すように、水がＰＬＧＡ主鎖中のエステル結合を加水分解する結果、経 時的にポリマーのバルク侵食を起こす。加水分解速度は、ミクロスフェアの含水 量、溶媒環境(例えば、pＨ)、および温度に左右される。ミクロスフェアのフラ グメンテーションを引き起こすのに必要とされるポリマー主鎖中の切断数は、ポ リマー分子量に左右される。 第２図は、Ｍillerら［Ｊ.Ｂiomed.Ｍater.Ｒes. １１：７１１−７１９，１ ９７７］を手本として改質したＰＬＧＡポリマーのインビボにおける分解速度を 示す図である。Ｘ軸は、各々のＰＬＧＡについてのラクチドまたはグリコリドの 相対比を表す。与えられたポリマー分子量に対して最も遅い分解速度は、ポリ乳 酸(ＰＬＡ)およびポリグリコール酸(ＰＧＡ)システムに生ずる。最も速い分解速 度は、等モル比のラクチドおよびグリコリドを含むＰＬＧＡで得られた。分解が 完了するまでのインビボにおけるハーフタイムをラットにおける組織学試験によ り測定した。 第３図は、ダブルエマルション法を用いてのミクロスフェア製造法を示す図で ある。様々な分子量のＰＬＧＡポリマーを塩化メチレンに加えて、溶解した。次 いで、その塩化メチレンにＭＮ rgp１２０またはrhＧＨ(ヒト成長ホルモン)の溶 液をホモジナイズしながら注入した。そのホモジナイズした溶液をポリビニルア ルコール(ＰＶＡ)溶液に加えた。幾つかの実験に関しては、そのＰＶＡ溶液を塩 化メチレン(１.５％ｖ／ｖ)で飽和した。そのＰＶＡおよびポリマー溶液を１リ ットルの発酵槽内で混合して、水中油中水型最終エマルションを形成した。次い で、その結果得られたミクロスフェアを、過剰の水を含む硬化浴に移して、残留 する塩化メチレンを抽出した。次いで、その硬化ミクロスフェアを洗浄し、凍結 乾燥 または低温(５℃)窒素(流動床)または減圧乾燥により乾燥して、インビボおよび インビトロ分析用の最終ミクロスフェアを製造した。イタリック体で記載した項 目は、各々の工程段階についての変数である。 第４図は、ＰＬＧＡミクロスフェアの窒素乾燥用のエアリフト(流動床)乾燥シ ステムを示す図である。（ａ）ダイアフィルトレーション装置からのスラリーを 、上部ピストン（ｂ）が入口より上にあるチャンバー内へポンプ送入する。次い で、その上部ピストンを下に動かし、上部入口（Ｃ）を通して窒素を加えること により、過剰の液体を圧出する。次いで、下部入口（ｄ）を通して窒素でパージ し、また上部入口（ｃ）を通して窒素を放出することにより、ミクロスフェアを 懸濁するために再び送風する。乾燥が完了した後(１〜２日)、出口に補集容器( 枝付きフラスコ、図示せず)を置き、その補集容器を減圧にしながら、出口より 上に上部ピストン（ｂ）を動かして、下部入口（ｄ）で窒素圧を加えることによ り、乾燥粉末を除去する。あるいはまた、両方のピストンが適切な位置に溶接さ れ、かつ上部ピストンがスラリーの入口より上に位置する乾燥装置を設計するこ とができる。スラリーにポンプ送入した後、乾燥中にスラリー出口の側枝をバル ブによりシールする。 好ましい態様の詳細な説明 Ａ．定義 本明細書中で使用する「ポリラクチド」および「ＰＬＧＡ」という用語は、区 別なく使用され、また乳酸単独のポリマー、グリコール酸単独のポリマー、その ようなポリマーの混合物、グリコール酸および乳酸のコポリマー、そのようなコ ポリマーの混合物、またはそのようなポリマーおよびコポリマーの混合物を示す ことを意図する。本発明のミクロスフェアの形成に好ましいポリマーマトリック スは、ポリ(Ｄ−Ｌ−ラクチド−コ−グリコリド)である。 本明細書中で使用する「活性物質」という用語は、治療学的または生物学的活 性化合物といったような、本発明のミクロスフェアに封入される重要な化合物を 示す。例として挙げられる活性物質には、これらに制限されるものではないが、 リガンド、抗原、アジュバント、ホルモン、抗生物質、酵素等が含まれる。「活 性物質」とは、単一の薬剤に制限されるものではなく、抗原の組み合わせ、抗原 およびアジュバントの組み合わせ等といったような、複数の活性物質が含まれる ことを意図する。 本明細書中で使用する「封入」という用語は、活性物質を、活性物質の放出を 調節するのに有用な組成物へと製剤化するための方法を示す。本発明において有 用な封入用物質の例には、あらゆる封入用物質が含まれ、好ましくはポリエステ ル、また特に本明細書中で「ポリラクチド」または「ＰＬＧＡ」と呼ばれるポリ マーが含まれる。 本明細書中で使用する「流動床」とは、通例、ガスの流れがそれを通して徐々 に上方へ流れている顆粒状粒子の床を示し、その結果、ガス速度がさらに増加す ると、気孔および流路が拡大し、粒子がより広く分離するようになる。この定義 には、これらに制限されるものではないが、スラリーおよび灌液充填塔式反応装 置システムを含め、流動床または固定床の形態が含まれる。流動床中で使用する ガスは、水および／または他の溶媒の除去を促進する、あらゆる乾燥ガスを使用 することができるが、窒素、酸素、および二酸化炭素であるのが好ましい。本発 明を実施する際に有用な流動床システムの例と同様、流動床または固定床システ ムを設計するための方法は、当業界で広く知られている［例えば、Ｐerry ＆ Ｃ hilton(Ｃhemical Ｅngineers's Ｈandbook，Ｒ.Ｈ.Ｐerry ＆ Ｃ.Ｈ.Ｃhilton 編，第５版，４〜２０−５〜５２−５〜５５頁，１９７３)を参照］。 本明細書中で使用する「賦形剤」という用語は、医薬的に許容し得る、すなわ ち、使用する用量および濃度でレシピエントに無毒である、医薬組成物に加える 非治療用担体を示す。適当な賦形剤およびそれらの処方は、Ｒemington's Ｐhar maceutical Ｓciences ，第１６版，１９８０，Ｍack Ｐublishing Ｃo.，Ｏslo ら編に記載されている。 本明細書中で使用する「有機溶媒」という用語は、炭素化合物を含む、あらゆ る溶媒を意味することを意図する。例として挙げられる有機溶媒には、例えば、 塩化メチレン、酢酸エチル、酢酸エチル並びにベンジルアルコールまたはアセト ンの混合物、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミ ド、およびエタノールといったような、ハロゲン化炭化水素、エーテル、エステ ル、アルコールおよびケトンが含まれる。 本明細書中で使用する「ポリペプチド」とは、通例、少なくとも約２個のアミ ノ酸を有するペプチドおよびタンパク質を示す。 本明細書中で使用する「乾燥」または「乾燥する」という用語は、最終生成物 を残留水分２０％(ｗ／ｗ)未満で得るのに十分な水の除去を示す。 ミクロスフェアに関して本明細書中で使用する「硬化」という用語は、ポリマ ー相からの過剰な有機溶媒の抽出を示す。 Ｂ．一般的方法 一般的に、抗原またはアジュバントの微量封入は、第３図に簡単に概要を示す プロトコルにより行われる。要約すると、まず最初に、ラクチド：グリコリドの 望ましい比率(約１００：０〜０：１００重量％、さらに好ましくは約６５：３ ５〜３５：６５、最も好ましくは約５０：５０)および固有粘度(通例、約０.１ 〜１.２dl／ｇ、好ましくは約０.２〜０.８dl／ｇ)を有するＰＬＧＡを、塩化メ チレン、またはベンジルアルコールもしくはアセトンを含む、もしくは含まない 酢酸エチルといったような有機溶媒に溶解して、望ましい濃度(通例、約０.０５ 〜１.０ｇ／ml、好ましくは約０.３〜０.６ｇ／ml)とする。次いで、そのポリマ ー溶液に、濃縮された抗原またはアジュバント溶液(例えば、一般に、ポリペプ チドについて少なくとも０.１mg／ml、好ましくは約１００mg／ml以上、例えば 、ポリペプチドの種類および望ましいコア充填に左右される)を約１５,０００〜 ２５,０００rpmでホモジナイズしながら(例えば、２５ゲージ針で)適当に注入す る。乾燥抗原またはアジュバントを抗原またはアジュバント水溶液の代わりに使 用することができる。ホモジナイズした後(通例、約０.５〜５分、さらに好まし くは１分間)、そのエマルションを反応がま(乳化浴)または静電ミキサー(図示せ ず)に加えて、第二エマルションを形成する。乳化浴は一般に、場合により酢酸 エチルを含むポリビニルアルコール溶液である。その反応がまを高速(通例、約 １７ ００〜２５００rpm)で混合して、小さなミクロスフェア(半径約２０〜１００mm) を生成した。十分な時間、通例、約０.５〜１０分、好ましくは約１分経過した 後、その第二エマルションを硬化浴に移して、適当な時間、通例、約１〜２４時 間、好ましくは約１時間穏やかに混合する。硬化が完了したら、ミクロスフェア を(例えば、１５０mmのメッシュで)あらかじめ濾過しておき、濃縮して、ダイア フィルトレーションする。ダイアフィルトレーションは、好ましくは約１６また は２０μmのフィルターを用い、Ａmiconの撹拌セル(２５００ml)内で適当に成さ れる。そのミクロスフェアは一般に、あらかじめ濾過しておいた水 約１〜１０ ０Ｌ、好ましくは約１５Ｌで、また一般に、０.１％ Ｔween(商標)２０ 約１〜 １００Ｌ、さらに好ましくは１５Ｌで洗浄する。最終ミクロスフェアをフィルタ ーから除去し、水に再び懸濁させて、好ましくは３ccのバイアル中、約５００ml ／バイアルの割合でバイアルに充填する。次いで、そのミクロスフェアを乾燥す ることができる。乾燥には、凍結乾燥、減圧乾燥、および流動床乾燥といったよ うな方法が含まれる。 ミクロスフェアを製造するために、他の例として挙げられる３つの方法を利用 することができる。第一の方法は、溶媒蒸発技術を利用する。固体または液体の 活性物質を、ポリマーを含む有機溶媒に加える。次いで、その活性物質を有機溶 媒中で乳化させる。次いで、このエマルションをある表面上に噴霧して、ミクロ スフェアを形成させ、残留有機溶媒を減圧下に除去する。第二の方法は、コアセ ルベーションと呼ばれることの多い、相分離法を伴う。ポリマーを含む有機溶媒 中に分散させた水性または固体の活性物質よりなる第一エマルションを非溶媒の 溶液、通常、シリコーン油に加える。次いで、ポリマーは溶解しない(非溶媒)が 、ポリマーを溶解するために使用する有機溶媒(例えば、塩化メチレンまたは酢 酸エチル)を抽出する溶媒を使用することによって、本工程を混合しながら行う なら、ポリマーが溶液から沈殿して、ミクロスフェアを形成するであろう。第三 の方法は、コーティング技術を利用する。ポリマーを含む有機溶媒中に分散させ た活性物質を含んでなる第一エマルションを、空気−懸濁液被覆装置を通して処 理する結果、最終ミクロスフェアが生ずる。 本発明のミクロスフェアについての分解速度は、ポリマー中のラクチド：グリ コリドの比率およびポリマーの分子量により部分的には決定される。様々な分子 量(または固有粘度)のポリマーを混合して、望ましい分解プロフィールを得るこ とができる。 本発明のミクロスフェアは、撹拌速度、第二エマルション工程で使用する溶媒 の体積、温度、ポリマーの濃度、およびポリマーの固有粘度といったような、工 程パラメーターを変化させることにより、直径約０.１〜約１００mm以上の範囲 の、任意の望ましい大きさで製造することができる。 本発明の製剤は、防腐剤、緩衝液、トレハロースまたはマンニトールに加えポ リエチレングリコール(ＰＥＧ)といったような、多様な賦形剤、またはＴween( 商標)界面活性剤のような非イオン性界面活性剤を含み得る。非イオン性界面活 性剤には、ポリソルベート２０または８０といったようなポリソルベート、およ びポロキサマー１８４または１８８といったようなポロキサマー、Ｐluronic(商 標)ポリオール、および他のエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコ ポリマー等が含まれる。安定な水性製剤を得るのに有効な量は、通常、約０.１ ％(ｗ／ｖ)〜約３０％(ｗ／ｖ)の範囲内で使用されるであろう。 本発明の製剤のpＨは、通例、約５〜８、好ましくは約６.５〜７.５である。 このpＨを得るのに適当な緩衝液には、例えば、リン酸塩、Ｔris、クエン酸塩、 コハク酸塩、酢酸塩、またはヒスチジン緩衝液が含まれ、望まれるpＨに左右さ れる。好ましくは、該緩衝液は約２mＭ〜約１００mＭの範囲内である。 該製剤に適当な防腐剤の例には、フェノール、ベンジルアルコール、メタクレ ゾール、メチルパラベン、プロピルパラベン、塩化ベンザルコニウム、および塩 化ベンゼトニウムが含まれる。防腐剤の種類およびその濃度範囲は重要ではない が、好ましい防腐剤には、約０.２〜０.４％(ｗ／ｖ)フェノールおよび約０.７ 〜１％(ｗ／ｖ)ベンジルアルコールが含まれる。 一般的に、本発明の製剤は、安定な形の製剤を損なわない量で、また有効で安 全な医薬品投与に適当な量で他の成分を含み得る。例えば、当業者に周知の、他 の医薬的に許容し得る賦形剤は、本発明の組成物の一部をなし得る。これらには 、 例えば、塩、様々な充填剤、さらなる緩衝剤、キレート化剤、抗酸化剤、補助溶 剤等が含まれる。これらの具体的な例には、トリス−(ヒドロキシメチル)アミノ メタン塩(「Ｔris緩衝液」)、およびエデト酸二ナトリウムが含まれる。 ミクロスフェアは、必要とされる、あらゆる補助因子と共に、医薬的に許容し 得る無菌の等張製剤中に入れ、また所望により、当分野において周知の標準的な 方法により投与する。ミクロスフェア製剤は一般に、乾燥粉末として保存する。 さらに本発明の詳細を以下の実施例に見い出すことができ、これがさらに本発 明を説明する。本明細書中に引用する文献は全て、そのまま本発明の一部をなす 。 実施例 １．材料および方法 ａ．材料 ポリ(Ｄ−Ｌ−ラクチド−コ−グリコリド)(ＰＬＧＡ)をＢoehringer Ｉngelhe im(ＢＩ)およびＭedisorb Ｔechnologies Ｉnternational Ｌ.Ｐ.(ＭＴＩ)の両 社から購入した。１２kＤおよび１００kＤのＰＬＧＡをＢＩから入手し、また１ ８kＤおよび１００kＤのＰＬＧＡをＭＴＩから入手した。ポリマー組成は、ラク チド：グリコリドが５０：５０、６５：３５、または７５：２５のいずれかであ った。固体のＰＶＡを温水(約８０℃)に溶解することにより、１０％ポリビニル アルコール溶液(ＰＶＡ Ａirvol ２０５、Ａir Ｐroducts)を製造した。最終Ｐ ＶＡ溶液を、Ｍilliporeから得た０.２２μmのＭillipak フィルターで濾過した 。塩化メチレン(工業用)をＢaxter Ｓ／Ｐから購入した。 ＭＮ rgp１２０(ロット番号 Ｙ１６５３１／Ｇ９０５５７)を、２０mＭ Ｔris 、０.１２０Ｍ ＮaＣl(pＨ ７.４)中、２.３mg／ml タンパク質でのバルクでＧe nentech,Ｉnc.から得た。それを、ＹＭ ３０,０００ ＭＷ カットオフ膜を備え たＡmiconの撹拌セル濃縮器を用いて４℃で濃縮し、最終濃度を１５４mg／mlと して、２〜８℃で保存した。 凍結乾燥されたＱＳ２１(純度約８０％、ロット番号 Ｄ１９４９)をＣambridg e Ｂiotech(Ｃambridge、ＭＡ)から得た。凍結乾燥されたＱＳ２１の粉末を５０ ％エタノール／水に溶解することにより、ＱＳ２１を２００mg／mlで製造した。 封入効率および放出率が増加する試みで、ＱＳ２１をまた２０％ Ｔween(商標) ２０を含む５０％エタノールにも溶解した。ＱＳ２１溶液を製造して、封入と同 日に使用した。 rhＧＨを、１０mＭの重炭酸ナトリウム(ｐＨ ７)中、５−１０mg／mlタンパク 質でのバルクでＧenentech,Inc.から得た。そのタンパク質を０.２２μmのフィ ルターで濾過し、２０mlを１００ccのバイアルに充填し、凍結乾燥して、乾燥粉 末を製造した。凍結乾燥されたタンパク質を、５mＭ リン酸カリウム緩衝液、２ .５mg／ml トレハロース(pH ８)を含む１０mg／ml タンパク質に再び構成した。 次いで、そのタンパク質を０.２２μmのフィルターで濾過し、２０mlを１００cc のバイアルに充填し、再び凍結乾燥して、乾燥粉末を製造した。この最終粉末を 、５mＭ リン酸カリウム緩衝液(ｐＨ ８)を含む４００mg／ml rhＧＨに再び構成 した。このrhＧＨ溶液は、１００mg／ml トレハロースおよび約１００mＭ リン 酸カリウム(ｐＨ ８)を含んでいた。 ｂ．微量封入 rgp１２０ミクロスフェアの製造は、先の一般用語で論じた水中油中水型(ＷＯ Ｗ)ダブルエマルション法により行った。より具体的には、塩化メチレン中のＰ ＬＧＡ濃度は０.３または０.６ｇ／mlであり、また水浴中、第一エマルションを １５,０００rpmおよび０〜１℃でホモジナイズした。１分ホモジナイズした後、 第一エマルション(１０ml)を、１.５％ 塩化メチレンを含む１０％ ＰＶＡ溶液 ９００mlに加えて、反応がま(２〜８℃)中、高速(８００〜２５００rpm)で１分 間乳化した。封入効率を改善するために、第二エマルションをまた、塩化メチレ ンを含んでいない１０％ ＰＶＡでも行い、またその第二エマルションの温度を ０〜３℃で維持した。低温とするために、反応がまの冷却ジャケット内のエチレ ングリコールを−１５℃に保った。次いで、その第二エマルションを、あらかじ め濾過しておいた水(ＭilliＱ 水システム、Ｍillipore Ｃorp.)１２リットルを 含む２〜８℃の硬化浴に移した。ミクロスフェアを１時間硬化した。硬化ミクロ スフェアを約１.５Ｌまで濃縮して、あらかじめ濾過しておいた水 １５Ｌに対し てダイアフィルトレーションした後、０.１％ Ｔween(商標)２０ １５Ｌに対し てダイアフィルトレーションした。望ましい粒子径により、Ａmiconの撹拌セル( ２.５Ｌ)を様々なフィルターシステムで操作した。洗浄した後、そのミクロスフ ェアを乾燥状態となるまで濃縮した。セルスクレーパーを使用することにより、 濃縮されたミクロスフェアをフィルターから除去して、あらかじめ濾過しておい た水に再び懸濁させて、約０.３gm／mlとした。 Ｑ２１を、先に記載したＴween(商標)２０を含む、または含まない５０％ エ タノールに溶解した。rgp １２０溶液の場合と同様に、ＱＳ２１溶液をポリマー 相に注入した。rgp１２０およびＱＳ２１の両方を含むミクロスフェア製剤の場 合には、ＱＳ２１溶液を注入した後、rgp１２０溶液をポリマー相に注入して、 ＱＳ２１溶液中のrgp１２０およびエタノールの間の相互作用の可能性を減じた 。ＱＳ２１の微量封入は、rgp１２０に関して先に記載した条件と類似の条件で 行った。 ＰＬＧＡにおけるrhＧＨの微量封入は、第３図で説明した水中油中水型(Ｗ／ Ｏ／Ｗ)ダブルエマルションシステムを利用することにより行った。ポリマーを 有機溶媒(塩化メチレンまたは酢酸エチル)に加えた後、その溶液を１℃まで冷却 した。その溶液を１℃で維持しながら７０００rpmでホモジナイズした。次いで 、そのタンパク質溶液(水相)を、７０００rpmで操作するホモジナイザーのチッ プ付近でポリマー相に３０−６０秒で注入した。さらに１分間ホモジナイズし続 けて、第一エマルションを生成した。(塩化メチレンを含む、または含まない)６ ％ ＰＶＡ溶液を０〜３℃まで冷却し、一定速度(１８００−２５００rpm)で撹拌 した。次いで、その第一エマルションを、(金属インジェクター、窒素加圧また はペリスタポンプにより)下部羽根車付近でＰＶＡ溶液に注入して、第二エマル ションを製造した。さらに１分間乳化し続けた。次いで、ダブルエマルションを 硬化浴に移し、これを一定速度で撹拌して、２〜８℃で維持した。ミクロスフェ アを一定に撹拌しながら１〜５℃で１時間硬化した。硬化浴の内容物を、１５０ μmのメッシュを通して保持タンクにサイフォンで吸い上げた。次いで、そのミ クロスフェアを濃縮して、(２５μmのメッシュが取り付けられた)２.５リットル のＡmiconの撹拌セル内で洗浄した。撹拌セル中、低(low)体積および高(high)体 積の洗浄溶液で数サイクル行って、２５μmより小さいミクロスフェアを有効に 除去した。２５μmのフィルターを０.１％ Ｔween ２０ 約１００mlで洗浄する ことにより、洗浄したミクロスフェアを収集し、２５０mlのビーカーに集めて、 ５℃で約１時間沈降させた。沈降しなかった小さいミクロスフェアを含む上清を 吸引により除去して、残留するミクロスフェアを乾燥用に準備した。幾つかの実 験では、硬化浴および洗浄工程を渦流濾過システムで代替した。ダブルエマルシ ョンを、ＭilliＱ 水 ６リットルを含む硬化浴に注ぎ入れて、渦流濾過システム に送り出した。内容物を供給入口を通してポンプ送入して、回転する２５μmの カートリッジ膜を 通過させた。２５μmより小さいミクロスフェアがその膜を通過し(透過し)、一 方残りのミクロスフェアをさらに硬化して濾過するために、硬化浴に再び循環し て戻した。フレッシュな水(または０.１％ Ｔween ２０)を硬化浴に一定供給し て、液体レベルを維持した。この工程の最後には、ミクロスフェアを集め、１５ ０μmのメッシュを通して濾過し、沈降させて、上清を除去した。次いで、最終 ミクロスフェアを乾燥した。 ｃ．乾燥方法 ミクロスフェアを乾燥するために、３つの違う乾燥方法を利用した：凍結乾燥 、減圧乾燥、および第４図で示すシステムまたは５mlのＡmiconの撹拌セルを使 用することによる流動床乾燥。ミクロスフェアの水性懸濁液を、ベント式栓を備 えた３mlのバイアルに入れることにより、凍結乾燥および減圧乾燥を行った。凍 結乾燥の場合には、その懸濁液を−５５℃で４.７５時間凍結させた後、−２０ ℃まで温めた。−２０℃での間は、２５０mＴorrの減圧を１２時間適用した。バ ルク水除去段階(第一乾燥)が完了した後、試料を２０℃まで温めて、２５０mＴo rrの減圧下に６時間保持した。そのバイアルをシールしたデシケーター内に２− ８℃で置き、１週間減圧とすることにより、減圧乾燥を行って、残留水分を＜２ ０％とした。流動床乾燥の場合には、最終ミクロスフェアの懸濁液をエアリフト 乾燥装置(第４図)または撹拌セルに加えて、僅かな(約２psi)窒素圧をカラム(下 方窒素流れ)に加えることにより、残留液体を除去した。残留液体を除去した後 、窒素の流れを、エアリフト乾燥装置またはＡmiconの撹拌セルを通して上方に 向けて、ミクロスフェアを懸濁させた。窒素ラインを、撹拌セル用のプレフィル ター(０.２２μm)およびエアリフト乾燥装置用のプレフィルターを備えた乾燥カ ラムに接続した。水浴をエアリフト乾燥装置のジャケットに接続して、そのシス テムを５℃で維持した。Ａmiconの撹拌セル乾燥を２〜８℃の冷室内で行った。 ｄ．ミクロスフェア充填 ＭＮ rgp１２０−ＰＬＧＡおよびrhＧＨ−ＰＬＧＡミクロスフェアのタンパク 質含量を以下のように測定した。乾燥ミクロスフェア(１０〜２０mg)を１Ｎ Ｎa ＯＨ １mlに加えて、室温で２〜１６時間振盪することにより溶解した。５Ｎ Ｎ aＯＨを各々のタンパク質保存溶液(１.５mg／ml ＭＮ rgp１２０；５mg／ml rh ＧＨ)に加えることにより、ＭＮ rgp１２０またはrhＧＨの標準を製造して、１ Ｎ ＮaＯＨ溶液を得た。１Ｎ ＮaＯＨ中、チロシンを脱プロトンすると、最大吸 収の有意なシフトが起こることから、１Ｎ ＮaＯＨに溶解したタンパク質は、中 性pＨの緩衝液中の天然のタンパク質とは違う吸収スペクトルを有するであろう 。１Ｎ ＮaＯＨ中、様々な濃度のＭＮ rgp１２０またはrhＧＨを含む標準溶液を 使用して、この波長でシフトしたタンパク質の最大吸収および吸光係数を測定し た。１Ｎ ＮaＯＨ中、ＭＮ rgp１２０の吸光係数は、２８４nmで１.３９cm^-1(mg ／ml)^-1であった。１Ｎ ＮaＯＨ中、rhＧＨの吸光係数は、２９４nmで１.１１４ cm^-1(mg／ml)^-1であった。 ミクロスフェアから放出されたタンパク質の量をＰierce Ｃhemical Ｃo.のＢ ＣＡ Ｐrotein Ａssayにより測定した。凍結乾燥したミクロスフェアおよび「湿 った」ミクロスフェアの両方を分析した。「湿った」ミクロスフェアは、ダイア フィルトレーションセルから除去して、さらに処理することなく放出媒体に懸濁 したミクロスフェアと定義した。次いで、放出されたタンパク質の量を利用して 、放出装置内のミクロスフェアの質量、ミクロスフェアのタンパク質充填、およ び放出媒体の体積(１０mＭ Ｈepes、１００mＭ ＮaＣl、０.０２％(ｗ／ｗ)Ｔwe en(商標)２０、０.０２％ ＮaＮ₃(ｐＨ ７.４)３００μl中、ミクロスフェア２ ０mg)に基づき、ミクロスフェアから放出されたＭＮ rgp１２０またはrhＧＨの ％(全体の％)を計算した。 ミクロスフェアを１Ｎ ＮaＯＨに室温で一晩溶解することにより、ＰＬＧＡミ クロスフェアに封入されたＱＳ２１の量を測定した。完全に溶解した溶液を６Ｎ ＨＣlで中和した。次いで、試料を、０.４Ｍ ＫＰＯ₄(pＨ ７.０)中で平衡とし たＳＥＣカラム、ＴＳＫ Ｇ３０００ＳＷ ＸＬ(０.７８×３０cm)に注入した。 カラム操作条件は、rgp１２０のＳＥＣ分析に利用した条件と同じであった。Ｑ Ｓ２１は１Ｎ ＮaＯＨ中で分解するので、ＳＥＣ分析から得られるクロマトグラ フは幾つかのピークを含んでいた。ＱＳ２１の全体量を定量するために、ＱＳ２ １およびその分解生成物に対応するピーク面積をコア充填の測定に利用した。標 準として、既知量のＱＳ２１をプラセボのミクロスフェアに加えた後、１Ｎ Ｎa ＯＨで処理した。ＳＥＣ分析を標準に関して行って、標準から得られたピーク面 積を利用して、各々の試料中のＱＳ２１の量を計算した。 １ml／分の流量および２１４nmでの検出を用いる５μmのＹＭＣ Ｃ４(０.４６ ×２５cm)ＲＰ−ＨＰＬＣにより、ミクロスフェアから放出されたＱＳ２１を定 量した。リニアグラジエントを溶液Ｂの２５から７５％まで１５分行った(溶液 Ａ：水中、０.１％ ＴＦＡ；溶液Ｂ：９０％ アセトニトリル中、０.１％ ＴＦ Ａ)。ＱＳ２１のコントロールもまた同様に行った。ＲＰ−ＨＰＬＣ分析では、r gp１２０のピークがＱＳ２１のピークより前に溶出することから、この方法は、 ミクロスフェアから放出されたＱＳ２１およびrgp１２０の同時定量を提供する 。 ２．結果 ａ．初期バーストおよびミクロスフェアの量に対する乾燥の影響 初期バースト、ポリマー、および乾燥技術の間の相関関係を調査するために、 乾燥実験を幾つかのミクロスフェア製剤に対して行った。これらの研究で利用し た乾燥技術は、凍結乾燥、減圧乾燥、および流動床乾燥であった。これらの技術 各々で乾燥したミクロスフェアから放出された初期タンパク質の量(１時間イン キュベーション)を、製造直後に分析した(湿った)ミクロスフェアから得られた 初期バースト(１時間)と比較した。 ミクロスフェアの乾燥時間を減らすために利用する１つの方法は凍結乾燥であ り、これは通常、１〜２日しか必要としない。低分子量のＰＬＧＡ製剤の凍結乾 燥および減圧乾燥が結果的には、初期バーストの１.５〜８倍の増加を起こす。 ミクロスフェアの表面またはその付近に封入されたタンパク質水性小滴は恐らく 、これらのミクロスフェアから初期バーストを引き起こすであろう。第一エマル ションの粘度が増加するなら、ホモジナイズする間に形成される水性小滴は、ほ とんど癒着しないらしい。従って、表面またはその付近の小滴は、同じ全体水量 を含むミクロスフェアのタンパク質全体をほとんど放出しないであろう。第一エ マルションの粘度を増加するために、塩化メチレン中のＰＬＧＡの濃度を上昇さ せる ことができる。ＰＬＧＡ(１２kＤ)の濃度を０.３から０.６ｇ／mlまで増加する ことにより、凍結乾燥したミクロスフェアまたは減圧乾燥したミクロスフェアか ら得られる初期バーストは、５０％以上から３０〜５０％まで減少した。第一エ マルション中、０.３ｇ／ml １２kＤ(５０：５０ラクチド：グリコリド)ＰＬＧ Ａで製造した初期ミクロスフェアもまた、凍結乾燥後に分解して、破壊した。凍 結乾燥する間、そのミクロスフェアを凍結して、過剰の水を昇華により除去する 。ミクロスフェア内での氷の結晶の形成は、ミクロスフェアのクラッキングおよ び完全な破壊の原因となり得る。温度の低下を介して第一エマルションの粘度を 増加することにより、また第二エマルションから過剰の塩化メチレンを除去する ことにより、水性小滴の安定性を増大して、ミクロスフェアのより迅速な形成を 引き起こすことができる。工程条件を変更して、これらの変化が両方とも含まれ るようにした場合、ミクロスフェアは凍結乾燥または減圧乾燥後に破壊または分 解されなかったが、大きな初期バーストを有していた(６５％以上)。大きな初期 バーストは、ミクロスフェア内に封入された第一エマルションの不安定性の結果 であるらしい。ポリマーを２以上〜８℃まで温めると、より水性の小滴が表面に 蓄積され、完全なミクロスフェアで観察された大きな初期バーストを提供する。 これとは対照的に、第二エマルション中、過剰の塩化メチレンなしに低温で製 造した場合、凍結乾燥は、等質量比混合の高分子量および低分子量のＰＬＧＡ、 または高分子量のＰＬＧＡ単独で製造したミクロスフェアのクラッキングまたは 破壊を引き起こさなかった。これらのミクロスフェア製剤はまた、大きな初期バ ーストも有していなかった(３０％未満、表１)。さらに、高分子量のＰＬＧＡで 製造したミクロスフェアは、凍結乾燥または減圧乾燥後、ずっと低い初期バース トを有していた(表１)。等質量比混合の高分子量並びに低分子量のポリマー、お よび高分子量のポリマー製剤は両方とも、１.８〜３.９％ ｗ／ｗの範囲の充填 に関して、タンパク質充填および初期バーストの間に相関関係を示さなかった。 しかし、非常に低いタンパク質充填(０.５％ ｗ／ｗ)では、同じ条件で製造した ミクロスフェアが大変低い初期バーストを有していた。タンパク質がミクロスフ ェアの外へ拡散することにより初期バーストが調節されるので、放出率(初期バ ー スト)は、バルク溶液および水和された影響を受けやすいタンパク質(表面タンパ ク質)の間の濃度差に左右されるであろう。水性小滴中のタンパク質濃度が減少 するので、その表面のタンパク質の量もまた減少するであろう。 ｂ．乾燥方法の比較 各々の実験では、ミクロスフェアを様々な工程条件下に製造して、初期バース トに対する乾燥条件の影響に関して分析した。表２の結果は、凍結乾燥したミク ロスフェアまたは減圧乾燥したミクロスフェアを、流動床中、窒素で乾燥したミ クロスフェアと比較した場合の、初期バーストの一貫した減少を実証する。表３ には、表２で使用した工程条件を記載する。これらの実験では、該工程を低温( 第一エマルションに関しては１℃；第二エマルションに関しては３℃)で操作し 、またタンパク質製剤は、４００mg／ml rhＧＨ、１００mg／ml トレハロース、 １００mＭ リン酸カリウム(pＨ ８)であった。 表４は、固体のヒト成長ホルモンに関する同様のデータを提供する。出発原料 である凍結乾燥されたタンパク質製剤(トレハロース、rhＧＨ、およびリン酸塩) を迅速凍結法により製造した結果、小さな固体粒子の形成が起こった。ＰＬＧＡ (０.２１dl／ｇ)４ｇを酢酸エチル １０mlに溶解して、凍結乾燥されたrhＧＨ５ ００mg(ｅ)または７５０mg(ｆ)を加えることにより、ミクロスフェアを製造した 。次いで、その混合物を１℃、７０００rpmで９０秒間ホモジナイズした。次い で、ＰＬＧＡ相を静電ミキサーの入口に１５ml／分の割合でポンプ送入すると同 時に、１０％ 酢酸エチルを含む９％ ＰＶＡ溶液を同じ入口に２Ｌ／分の割合 でポンプ送入した。静電ミキサーの出口を、あらかじめ濾過しておいた水１２Ｌ を含む撹拌タンク(硬化浴)に取り付けた。硬化浴中で１時間経過した後、ミクロ スフェアを１５０μmのメッシュで濾過し、次いで、２０μmのメッシュおよび０ .１％ Ｔween ６０Ｌを用い、２−８℃でダイアフィルトレーションした。次い で、最終ミクロスフェアを表に示すように乾燥した。 表５は、ダブルエマルション法により封入されたＭＮ rgp１２０に関する同様 のデータを提供する。ＰＬＧＡ ３ｇを塩化メチレン １０mlに溶解することによ り、ミクロスフェアを製造した。１５,０００rpmでホモジナイズしながら、ＭＮ rgp１２０ １mlをＰＬＧＡ溶液に注入した。注入した後、エマルションを１分 間ホモジナイズした。ＰＬＧＡは、質量比５０：５０の、ＢＩから得た０.２１d l／ｇ(４８：５２ ラクチド：グリコリド)および０.７６dl／ｇ(４８：５２ ラ クチド：グリコリド)(ｅ)、またはＭＴＩから得た０.２４dl／ｇ(５０：５０ ラ クチド：グリコリド)および０.７５dl／ｇ(５１：４９ ラクチド：グリコリド)( ｆ )よりなっていた。第一エマルションは１℃で行った。その第一エマルションを 、９％ ＰＶＡ溶液 ９００mlを含む、十分混合した発酵槽に３℃で加えた。１分 間混合した後、第二エマルションを、あらかじめ濾過しておいた水 １２Ｌに２ −８℃で加えて、１時間硬化した。次いで、ミクロスフェアを１５０μmのメッ シュで濾過した後、２０μmのメッシュおよび０.１％ Ｔween ３０Ｌを用い、２ −８℃でダイアフィルトレーションした。次いで、最終ミクロスフェアを表に示 すように乾燥した。 表６は、アジュバント ＱＳ２１およびＭＮ gp１２０を封入するミクロスフェ アに関する同様のデータを提供する。ＰＬＧＡ ３ｇを塩化メチレン １０mlに溶 解することにより、ミクロスフェアを製造した。１５,０００rpmでホモジナイズ しながら、ＭＮ rgp１２０ ０.５ml(バッチ １：７６mg；バッチ ２：５６mg)お よびＱＳ２１ ０.５ml(バッチ １：９４mg；バッチ ２：１０５mg)をＰＬＧＡ溶 液に注入した。注入した後、エマルションを１分間ホモジナイズした。ＰＬＧＡ は、質量比 ５０：５０の、ＢＩから得た１２kＤ(７５：２５ ラクチド：グリコ リド)および１００kＤ(７５：２５ ラクチド：グリコリド)、またはＢＩから得 た１２kＤ(０.２１dl／ｇ；４８：５２ ラクチド：グリコリド)および１００kＤ (０.７６dl／ｇ；４８：５２ ラクチド：グリコリド)よりなっていた。第一エマ ルションは１℃で行った。その第一エマルションを、９％ ＰＶＡ溶液 ９００ml を含む、十分混合した発酵槽に３℃で加えた。１分間混合した後、第二エマルシ ョンを、あらかじめ濾過しておいた水 １２Ｌに２−８℃で加えて、１時間硬化 した。次いで、ミクロスフェアを１５０μmのメッシュで濾過した後、２０μmの メッシュおよび０.１％ Ｔween ３０Ｌを用い、２−８℃でダイアフィルトレー ションした。次いで、最終ミクロスフェアを表に示すように乾燥した。 表７は、アジュバント ＱＳ２１を封入するミクロスフェアに関する同様のデ ータを提供する。ＰＬＧＡ ３ｇ(０.５３dl／ｇ；５０：５０ ラクチド：グリコ リド；ＭＴＩ)を塩化メチレン １０mlに溶解することにより、ミクロスフェアを 製造した。１５,０００rpmでホモジナイズしながら、ＱＳ２１ ６００μl(５０ ％エタノール中、２００mg／ml)をＰＬＧＡ溶液に注入した。注入した後、エマ ルションを１分間ホモジナイズした。この第一エマルションは１℃で行った。次 いで、その第一エマルションを静電ミキサーの入口に５ml／分の割合でポンプ送 入すると同時に、１０％ 酢酸エチルを含む９％ ＰＶＡ溶液(３℃)を同じ入口に １.５Ｌ／分の割合でポンプ送入した。静電ミキサーの出口を、あらかじめ濾過 しておいた水 １２Ｌを含む撹拌タンク(硬化浴)に取り付けた。硬化浴中で１時 間経過した後、ミクロスフェアを１５０μmのメッシュで濾過した後、２０μmの メッシュおよび０.１％ Ｔween ３０Ｌを用い、２−８℃でダイアフィルトレー ションした。次いで、最終ミクロスフェアを表に示すように乾燥した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＵ， ＢＲ，ＣＡ，ＪＰ (72)発明者 ジョーンズ、アンドリュー・ジェイ アメリカ合衆国カリフォルニア94401、サ ン・マテオ、タリータウン・ストリート 1416番、 (72)発明者 パウエル、マイケル・フランク アメリカ合衆国カリフォルニア94122、サ ン・フランシスコ、ユーゴー・ストリート 531番、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．活性物質をミクロスフェアに封入する方法であって、 （ａ）ポリマーを有機溶媒に溶解して、溶液を製造し； （ｂ）活性物質を（ａ）の溶液に加えて、第一エマルションまたはサスペンショ ンを含んでなるポリマー−活性物質混合物を製造し； （ｃ）工程（ｂ）の混合物を乳化浴に加えて、第二エマルションを含んでなるミ クロスフェアを製造し； （ｄ）工程（ｃ）のミクロスフェアを硬化して、封入活性物質を含んでなる硬化 ミクロスフェアを製造し； （ｅ）工程（ｄ）のミクロスフェアを流動床中で乾燥する ことを含んでなる方法。 ２．有機溶媒が塩化メチレンである、請求項１に記載の方法。 ３．有機溶媒が酢酸エチルである、請求項１に記載の方法。 ４．有機溶媒が酢酸エチルおよびベンジルアルコールまたはアセトンの混合物 である、請求項１に記載の方法。 ５．乳化浴がポリビニルアルコール溶液を含んでなる、請求項１に記載の方法 。 ６．ポリビニルアルコール溶液が酢酸エチルを含む、請求項５に記載の方法。 ７．活性物質が乾燥固体である、請求項１に記載の方法。 ８．活性物質が水性である、請求項１に記載の方法。 ９．活性物質が抗原である、請求項１に記載の方法。 １０．活性物質がアジュバントである、請求項１に記載の方法。 １１．流動床が、乾燥ガスが湿ったミクロスフェアを通過するというシステム を含んでなる、請求項１に記載の方法。 １２．ポリマーがポリエステルである、請求項１に記載の方法。 １３．ポリエステルがポリ(Ｄ−Ｌ−ラクチド−コ−グリコリド)である、請求 項１２に記載の方法。 １４．活性物質がポリペプチドである、請求項１に記載の方法。 １５．ポリペプチドがヒト成長ホルモンである、請求項１４に記載の方法。 １６．ポリペプチドがgp１２０である、請求項１４に記載の方法。 １７．ミクロスフェアを流動床中で乾燥する、活性物質を封入するミクロスフ ェアを含んでなる組成物。 １８．活性物質が乾燥固体である、請求項１７に記載の組成物。 １９．活性物質が水性である、請求項１７に記載の組成物。 ２０．活性物質が抗原である、請求項１７に記載の組成物。 ２１．活性物質がアジュバントである、請求項１７に記載の組成物。 ２２．アジュバントがＱＳ２１である、請求項２１に記載の組成物。 ２３．活性物質がポリペプチドである、請求項１７に記載の組成物。 ２４．ポリペプチドが成長ホルモンである、請求項２３に記載の組成物。 ２５．ポリペプチドがgp１２０である、請求項２３に記載の組成物。 ２６．ポリラクチドミクロスフェアを製造するための方法であって、ミクロス フェアを流動床中で乾燥することを含んでなる方法。