明膠粒子及其用途、和給用生理活性物質(zhì)的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及明膠粒子及其用途、和給用生理活性物質(zhì)的裝置。本發(fā)明涉及一種明膠粒子，其是圓形度為0.8以上且干燥粒徑為20～1600μm的熱交聯(lián)無孔球狀明膠粒子。相對(duì)于干燥狀態(tài)下所述明膠粒子的平均體積，在將所述明膠粒子浸入23℃的生理鹽水的情況下的所述明膠粒子的平均體積溶脹比為200％～2000％。至于溶脹明膠粒子，優(yōu)選的是，使用的所述明膠的膠質(zhì)強(qiáng)度為80～120g且所述溶脹明膠粒子的粒徑為50-2000μm。所述明膠粒子能夠用于血管栓塞且還能夠用于生理活性物質(zhì)受控釋放。
【專利說明】明膠粒子及其用途、和給用生理活性物質(zhì)的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及明膠粒子和用于生理活性物質(zhì)受控釋放的明膠粒子、以及給用生理活性物質(zhì)的裝置。具體地，本發(fā)明涉及具有特定體積溶脹比的無孔球狀明膠粒子，和其中將生理活性物質(zhì)溶解并保持在這種明膠粒子中的明膠粒子，以及其中將含有溶解、浸潰并保持在其中的生理活性物質(zhì)的明膠粒子與生理鹽水一道分散在注射器中的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]明膠是通過對(duì)膠原進(jìn)行熱處理并隨后進(jìn)行提取而得到的蛋白質(zhì)且是用于各種領(lǐng)域中的慣用材料，例如，將其用作食品如果凍和藥物中的膠凝劑并用于工業(yè)用途如膠粘劑和膜中。在這些各種用途中，由于用于醫(yī)療用途中的高度提純的明膠和膠原具有優(yōu)異的生物相容性并在活體內(nèi)發(fā)生分解并被吸收入身體內(nèi)，所以已經(jīng)將明膠和膠原廣泛用于產(chǎn)品如用于肝癌的栓塞材料、用于止血的海綿材料和用于口服的膠囊材料中。
[0003]例如，專利文獻(xiàn)I公開了一種發(fā)明，其中使得作為生物相容物質(zhì)的明膠不溶于水并轉(zhuǎn)換成多孔粒子，并具有可將粒子用于栓塞處理和用作醫(yī)療制劑用載體的描述。由于使用生理鹽水或藥物等的溶液作為浸潰溶液在多孔粒子的多孔部分中對(duì)多孔粒子進(jìn)行浸潰，所以在浸潰之前和之后粒徑的變化小，且例如在將其用作栓塞材料的情況中，由于粒子是多孔粒子，即使因血管中的小應(yīng)力也容易變形，從而其能夠應(yīng)付各種血管直徑。然而，由于難以控制孔隙率，所以存在的問題是，難以將每個(gè)粒子單元的浸潰量勻化。
[0004]此外，專利文 獻(xiàn)2公開了交聯(lián)明膠的多孔或無孔粒狀產(chǎn)物并具有可將其用于栓塞用途的描述。通過明膠粒狀產(chǎn)物的熱交聯(lián)，旨在將在生理鹽水中的溶解時(shí)間控制為240小時(shí)以下以由此調(diào)節(jié)血管中的栓塞時(shí)間。然而，根本未對(duì)粒子物質(zhì)在生理鹽水中的溶脹能力等進(jìn)行研究。
[0005]此外，專利文獻(xiàn)3公開了一種使用球狀交聯(lián)明膠粒子的血管栓塞劑，并對(duì)干燥粒徑和在生理鹽水中的溶脹體積進(jìn)行了描述。然而，由于此處公開的球狀交聯(lián)明膠是使用由戊二醛表示的脂族二醛作為交聯(lián)劑化學(xué)交聯(lián)的粒子，所以粒子溶脹至如5~100ml / g溶脹體積的極大程度。在溶脹至這種大程度的粒子的情況中，溶脹粒子的機(jī)械強(qiáng)度過度下降并存在在穩(wěn)固性(機(jī)械強(qiáng)度和形狀保持能力)方面發(fā)生問題的可能性。此外，在將使用交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)處理的明膠粒子給用至活體的情況中，則需要考慮殘留在明膠粒子中的交聯(lián)劑的毒性等，因此限制了可使用的交聯(lián)劑。
[0006]【背景技術(shù)】文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利3879018號(hào)
[0008]專利文獻(xiàn)2 JP-A-2010-83788
[0009]專利文獻(xiàn)3 JP-A-60-222045

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]在粒子由明膠或膠原構(gòu)成的情況中，當(dāng)粒子具有多孔形式時(shí)，由于即使當(dāng)吸收浸潰溶液時(shí)仍有大量浸潰溶液如生理鹽水被吸收入多孔部分(空隙部分)中，所以粒徑難以變化且浸潰溶液的保持量大。然而，在多孔粒子的情況中，雖然即使當(dāng)浸潰溶液被吸收時(shí)，仍保持粒子形狀(粒徑等)，但粒子易于因外部應(yīng)力的施加而變形或破碎。
[0011]而且，在將明膠粒子給用至活體的情況中，通常將明膠粒子裝入分散溶液如生理鹽水中并以懸浮狀態(tài)加以使用。在此情況中，在懸浮能力和對(duì)身體的給用能力方面有利的形狀是粒子形狀，且可斷定，優(yōu)選不使用不確定的粒子，而是從生理活性物質(zhì)等的均勻吸收性、在給用時(shí)生理活性物質(zhì)受控釋放能力以及粒子在身體中的均勻降解性考慮，使用圓形度感覺為球狀到幾乎球狀的粒子。
[0012]此外，由于通過對(duì)明膠粒子進(jìn)行不溶處理可以對(duì)明膠粒子在活體內(nèi)的降解速率進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以在用于血管栓塞的情況中能夠調(diào)節(jié)栓塞時(shí)間、且在利用生理活性物質(zhì)對(duì)明膠粒子進(jìn)行浸潰之后用于將藥物傳遞至患病部分的情況中能夠控制生理活性物質(zhì)在活體內(nèi)的釋放。然而，在將明膠粒子給用到活體中的情況中，通常使用微導(dǎo)管或注射針，但比其直徑大的明膠粒子不能通過而將其堵塞，或者，即使當(dāng)所述粒子通過時(shí)，粒子仍會(huì)在通過期間變形，并存在即使在通過之后粒子仍處于變形狀態(tài)或者明膠粒子在通過期間破裂的擔(dān)憂。在用于血管栓塞用途的情況中，當(dāng)明膠粒子在血管中破裂時(shí)，存在明膠粒子不能保持在用于栓塞的目標(biāo)位點(diǎn)而是流入外圍血管中的擔(dān)憂，并且還存在在活體中的降解時(shí)間縮短的擔(dān)憂，從而認(rèn)為在藥物遞送用途中不能控制受控釋放的時(shí)間。
[0013]根據(jù)上述，為了獲得不是多孔形式而是無孔形式且在浸潰溶液的保持能力和即使在溶脹時(shí)的穩(wěn)固性方面優(yōu)異的明膠粒子，已經(jīng)對(duì)溶脹能力進(jìn)行了廣泛研究。此外，關(guān)于溶脹粒子，為了獲得具有適當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度以及在應(yīng)力下的變形能力優(yōu)異的溶脹明膠粒子，也對(duì)形成粒子的明膠的強(qiáng)度進(jìn)行了廣泛研究。
[0014]結(jié)果，粒子的溶脹集中發(fā)生于干燥粒子，且粒子溶脹至作為平衡狀態(tài)的特定粒徑。此時(shí)的溶脹比隨干燥粒子的粒徑、交聯(lián)條件以及浸潰溶液的組分和溶質(zhì)濃度而變化。為了控制在通常使用的生理鹽水中的溶脹比，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)交聯(lián)溫度和交聯(lián)時(shí)間以及真空度進(jìn)行控制是重要的，所述交聯(lián)溫度和交聯(lián)時(shí)間是在明膠粒子熱交聯(lián)時(shí)的條件。此外，當(dāng)將使用的明膠的膠質(zhì)強(qiáng)度控制在特定范圍內(nèi)時(shí)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過將熱交聯(lián)明膠粒子溶脹至特定粒徑范圍而得到的溶脹明膠粒子在抵抗應(yīng)力變形的變形恢復(fù)能力方面優(yōu)異。
[0015]為了解決上述【背景技術(shù)】中的問題，本發(fā)明人首先將其注意力集中在作為形成粒子的主要組分的、生物相容性和生物降解性優(yōu)異的明膠，且進(jìn)行了研究以得到最適用于血管栓塞和生理活性物質(zhì)受控釋放的明膠粒子。結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過控制如下熱交聯(lián)明膠粒子的平均體積溶脹比能夠得到解決上述各種問題的明膠粒子，所述熱交聯(lián)明膠粒子不具有多孔形式而具有無孔形式且接近于幾乎完美的球狀，由此完成了本發(fā)明。
[0016]即，本發(fā)明提供如下內(nèi)容。
[0017]1.一種明膠粒子,其是圓形度為0.8以上且干燥粒徑為20~1600 μ m的熱交聯(lián)無孔球狀明膠粒子，其中相對(duì)于干燥狀態(tài)下所述明膠粒子的平均體積，在將所述明膠粒子浸入23 °C生理鹽水的情況下的平均體積溶脹比為200%~2000%。
[0018]2.根據(jù)項(xiàng)I的明膠粒子，其中所述明膠粒子通過在真空下對(duì)干燥狀態(tài)的明膠粒子進(jìn)行的熱處理而被熱交聯(lián)。
[0019]3.一種明膠粒子，通過利用浸潰溶液對(duì)根據(jù)項(xiàng)I或2的明膠粒子進(jìn)行平衡溶脹而得到。
[0020]4.根據(jù)項(xiàng)3的明膠粒子，其中所述浸潰溶液為生理鹽水。
[0021]5.根據(jù)項(xiàng)3的明膠粒子，其為通過利用所述浸潰溶液對(duì)包含膠質(zhì)強(qiáng)度為80~120g的明膠的熱交聯(lián)無孔球狀明膠粒子進(jìn)行溶脹而得到的溶脹明膠粒子，其中所述溶脹明膠粒子的粒徑為50-2000 μ m。
[0022]6.根據(jù)項(xiàng)5的明膠粒子，其中在通過以1.1155mN /秒的負(fù)荷速度、O秒的負(fù)荷保留時(shí)間施加20mN試驗(yàn)強(qiáng)度的壓縮應(yīng)力使所述溶脹明膠粒子變形并隨后解除所述壓縮應(yīng)力的情況下，所述溶脹明膠粒子從變形恢復(fù)至幾乎球狀。
[0023]7.根據(jù)項(xiàng)I的明膠粒子，其為用于血管栓塞的明膠粒子。
[0024]8.一種用于生理活性物質(zhì)受控釋放的明膠粒子，包含根據(jù)項(xiàng)I的所述明膠粒子和溶解并保持在所述明膠粒子中的生理活性物質(zhì)。
[0025]9.一種給用生理活性物質(zhì)的裝置，其中根據(jù)項(xiàng)8的用于生理活性物質(zhì)受控釋放的所述明膠粒子與生理鹽水一道分散并填充入注射器內(nèi)并使用。
[0026]特別地，優(yōu)選將本發(fā)明的明膠粒子用于血管栓塞用途、和用于在溶解并保持生理活性物質(zhì)的條件下的生理活性物質(zhì)受控釋放的用途、以及用作給用到活體中的裝置，其中用于生理活性物質(zhì)受控釋放的明膠粒子與生理鹽水一道分散并填充入注射器內(nèi)并使用。
[0027]因?yàn)楸景l(fā)明的明膠粒子不具有不確定形式如多孔形式而是具有圓形度為0.8以上的無孔球狀形式，所以即使粒子在因吸收諸如生理鹽水的浸潰溶液而溶脹時(shí)其仍具有優(yōu)異的穩(wěn)固性(形狀保持性)。即，因?yàn)榉€(wěn)固性優(yōu)異，所以即使當(dāng)對(duì)溶脹之后的粒子施加外部應(yīng)力時(shí)，也不僅保持浸潰溶液的能力優(yōu)異，而且粒子不破裂。由此，在給用到活體中、尤其是給用到血管中的情況中，能夠防止破裂的成碎片的明膠粒子流到目標(biāo)位點(diǎn)之外的位點(diǎn)的危險(xiǎn)。
[0028]而且，本發(fā)明中的溶脹明膠粒子不具有不確定形式如多孔形式且即使當(dāng)所述粒子通過吸收浸潰溶液如生理鹽水而溶脹時(shí)其仍具有優(yōu)異的穩(wěn)固性。即，由于使用具有特定膠質(zhì)強(qiáng)度的明膠，所以所述粒子具有優(yōu)異的穩(wěn)固性，且即使當(dāng)對(duì)溶脹之后的粒子施加外部應(yīng)力且粒子變形時(shí)，粒子也不破裂。由此，即使在使用微導(dǎo)管或注射針給用到活體中、尤其是給用到血管中以作為用于栓塞的粒子的情況中，粒子仍能夠平穩(wěn)地通過并還具有優(yōu)異的應(yīng)力變形恢復(fù)能力，從而能夠防止破裂的成碎片的明膠粒子流到目標(biāo)位點(diǎn)之外的位點(diǎn)的危險(xiǎn)。
[0029]此外，本發(fā)明的明膠粒子和溶脹明膠粒子具有優(yōu)異的生物相容性，此外，由于所述粒子在不使用交聯(lián)劑的情況下被熱交聯(lián)，所以其不僅安全性高，而且生物相容性優(yōu)異，從而其不僅能夠用于臨時(shí)血管栓塞用途，還能夠浸潰有各種生理活性物質(zhì)并給用到活體內(nèi)以作為藥物傳遞系統(tǒng)(DDS)的載體或活體中的骨骼材料。另外，由于通過將在浸入生理鹽水中時(shí)的平均體積溶脹比設(shè)定為特定范圍能夠使得在平衡溶脹下的粒徑恒定，所以能夠調(diào)節(jié)每個(gè)明膠粒子單元的吸附量和生理活性物質(zhì)受控釋放能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1顯示了實(shí)施例1的明膠粒子在干燥狀態(tài)下的顯微圖像。
[0031]圖2顯示了在將實(shí)施例1的明膠粒子浸入生理鹽水中并溶脹之后的顯微圖像。[0032]圖3顯示了比較例I的明膠粒子在干燥狀態(tài)下的顯微圖像。
[0033]圖4顯示了在將比較例I的明膠粒子浸入生理鹽水中并溶脹之后的顯微圖像。
[0034]圖5是顯示關(guān)于實(shí)施例1~16的干燥粒子的粒徑和加熱溫度與平均體積溶脹比之間的關(guān)系的圖。
[0035]圖6顯示了關(guān)于實(shí)施例1和比較例I的產(chǎn)物的通過導(dǎo)管之后的明膠粒子的狀態(tài)的顯微圖像。
[0036]圖7是顯示利用實(shí)施例1的明膠粒子的溶脹粒子的犬肝的血管栓塞狀態(tài)的顯微圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0037]關(guān)于用于本發(fā)明中的明膠，其種類(來源)沒有特別限制。例如，能夠使用源白牛骨、牛皮、豬骨和豬皮等的明膠，但從在活體內(nèi)的安全性考慮，優(yōu)選使用源白豬骨或豬皮的明膠。
[0038]此外，關(guān)于明膠的膠質(zhì)強(qiáng)度，期望使用膠質(zhì)強(qiáng)度為80~120g、優(yōu)選85~IlOg的明膠。順便提及，本發(fā)明中的“膠質(zhì)強(qiáng)度”是根據(jù)JISK6503測得的值。當(dāng)膠質(zhì)強(qiáng)度太低時(shí)，通過熱交聯(lián)而不溶化且溶脹的明膠的機(jī)械強(qiáng)度不足，在因外部應(yīng)力變形之后變形恢復(fù)能力變差，且因外部應(yīng)力而破裂的可能性變高。另一方面，當(dāng)膠質(zhì)強(qiáng)度太高時(shí)，熱交聯(lián)明膠粒子具有下降的溶脹能力且另外因應(yīng)力造成的變形不足，即，在粒子通過直徑比溶脹粒子的直徑小的導(dǎo)管時(shí)，堵塞而不充分追隨微導(dǎo)管內(nèi)壁的可能性變高。
[0039]本發(fā)明的明膠粒子不具有多孔形式而具有無孔形式(實(shí)心形式)且為球狀或幾乎球狀的粒子。當(dāng)粒子具有多孔形式時(shí)，在血管栓塞用途中不能保持足夠的機(jī)械強(qiáng)度且存在如下可能性:當(dāng)對(duì)粒子施加 外部應(yīng)力時(shí)，其經(jīng)歷形狀變形，并因此不能有效地栓塞血管。而且，在將明膠粒子用作受控釋放制劑用基礎(chǔ)材料的情況中，生理活性物質(zhì)脫落且生理活性物質(zhì)的保持性變得不足，從而傾向于難以將預(yù)定量的生理活性物質(zhì)傳遞至目標(biāo)位點(diǎn)。因此，在將本發(fā)明的明膠粒子用于諸如血管栓塞和受控釋放用基礎(chǔ)材料的用途的情況中，必須使用不含孔的無孔粒子。
[0040]例如，在將本發(fā)明的明膠粒子用于栓塞治療用途的情況中，通過使用具有與血管栓塞位點(diǎn)的內(nèi)徑相對(duì)應(yīng)的粒徑的無孔明膠粒子來確實(shí)地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)位置的栓塞，且還能夠由于球狀形狀而防止血管內(nèi)壁的損傷，從而還能夠緩解患者的疼痛。此外，在無孔明膠粒子的情況中，逐漸從溶脹明膠粒子的外圍溶解，但在多孔明膠粒子的情況中，在栓塞的血管中溶解并降解時(shí)，在某些情況下一部分明膠粒子分離并脫落而形成細(xì)粒子，并因此存在攜帶所述細(xì)粒子通過血流而栓塞目標(biāo)位點(diǎn)之外的血管的擔(dān)憂。另一方面，在無孔明膠粒子的情況中，具有發(fā)生這種問題的可能性很小的優(yōu)勢(shì)。
[0041]此外，當(dāng)形狀為不確定形狀時(shí)，存在如下?lián)鷳n:發(fā)生在利用生理活性物質(zhì)浸潰的情況中不能確保均勻的浸潰的問題，或者在明膠粒子逐漸溶解時(shí)用于浸潰的生理活性物質(zhì)的基于時(shí)間的釋放量不均勻。因?yàn)樵谌绫景l(fā)明中那樣粒子為球狀粒子的情況中每個(gè)粒子的表面積變得幾乎恒定，所以能夠確保利用生理活性物質(zhì)均勻浸潰以及在目標(biāo)位點(diǎn)處的受控釋放均勻，從而所述情況是優(yōu)選的。本發(fā)明中的球狀形狀或幾乎球狀形狀是指當(dāng)將粒子投影時(shí)形成的圓的圓形度為0.8以上，且圓形度為0.8以上的粒子占全部粒子的優(yōu)選70重量％以上，尤其優(yōu)選80重量％以上。在圓形度小于0.8的粒子的情況中，極有可能的是，粒子變?yōu)榘罅烤奂Ｗ雍透街Ｗ拥牟淮_定粒子，從而所述粒子不適合使用。順便提及，本發(fā)明中的圓形度是按上述對(duì)粒子進(jìn)行投影之后通過二值化圖像處理得到的值，是在投影粒子時(shí)由圓的面積(S)和周長(L)根據(jù)公式4JIS / L2得到的值，且是指在投影的圓接近完美的圓時(shí)接近I的值。
[0042]從給用到活體中時(shí)的治療程序考慮，上述明膠粒子在干燥狀態(tài)下的粒徑期望地為20~1600 μ m,優(yōu)選25~600 μ m,尤其優(yōu)選40~250 μ m。在粒徑小于20 μ m的情況中，存在如下?lián)鷳n:當(dāng)給用到活體中時(shí)在某些情況中粒子到達(dá)不是目標(biāo)位點(diǎn)的外圍血流而形成血栓，從而所述情況是不優(yōu)選的。此外，在粒徑超過1600μπι的粒子的情況中，應(yīng)該將在給用到活體中時(shí)使用的注射針或微導(dǎo)管的直徑調(diào)節(jié)為粒徑的考慮變得必要、且還存在侵入力提高并因此給用變?yōu)榛颊叩呢?fù)擔(dān)的可能性，從而所述情況是不優(yōu)選的。本發(fā)明的明膠粒子能夠用于各種用途中，只要其粒徑在上述范圍內(nèi)即可。然而，例如，在使得粒子可通過注射器、導(dǎo)管等的用途的情況中，當(dāng)考慮導(dǎo)管或注射器的內(nèi)徑、給用位點(diǎn)等時(shí)，為了使得所用明膠粒子的粒子分布變窄，優(yōu)選在使用之前將制備的明膠粒子篩分成各種尺寸。例如，在用于血管栓塞的粒子的情況中，將粒子分級(jí)為具有25~63 μ m的范圍、75~150 μ m的范圍、212~300 μ m的范圍、425~600 μ m的范圍等的尺寸是實(shí)用的。
[0043]此外，從在給用到活體中時(shí)的治療程序考慮，處于溶脹狀態(tài)的溶脹之后的明膠粒子的粒徑期望地為50~2000 μ m，優(yōu)選70~1000 μ m。在粒徑小于50 μ m的情況中，例如，當(dāng)用于栓塞治療用途時(shí)，存在如下可能性:粒子遷移到目標(biāo)位點(diǎn)之外的位點(diǎn)，且例如其堵塞外圍血管而造成血原性紊亂，從而所述情況是不優(yōu)選的。而且，在粒子的粒徑超過2000 μ m的情況中，當(dāng)制備明膠粒子時(shí)在粒子表面上發(fā)生所謂的結(jié)皮現(xiàn)象并因此即使使用諸如洗滌、干燥等的方法仍難以完全除去殘留在粒子中的油脂、各種有機(jī)溶劑等，且還傾向于難以得到期望的球狀明膠粒子。
[0044]順便提及，因?yàn)榫哂写蟾稍锪降拿髂z粒子適用于其中將其大量用于寬范圍如骨再生治療的用途，所以其不適用于其中通過諸如注射針的窄管對(duì)粒子進(jìn)行使用的用途。此外，作為形狀，不必使用球狀粒子如本發(fā)明的粒子，且凝膠狀明膠和片狀明膠是合適的。
[0045]為了得到如上所述的溶脹明膠粒子，溶脹之前的干燥粒子的粒徑優(yōu)選為約20~1600 μ m，但這取決于熱交聯(lián)度。能夠?qū)⒈景l(fā)明的溶脹明膠粒子用于各種用途，只要其具有在上述范圍內(nèi)的溶脹粒徑即可。然而，例如，在使粒子通過注射器、導(dǎo)管等的用途的情況中，當(dāng)考慮導(dǎo)管或注射器的內(nèi)徑、給用位點(diǎn)等時(shí)，為了使得所用明膠粒子的粒子分布變窄，優(yōu)選將制造的明膠粒子篩分成各種尺寸。具體地，在用于血管栓塞的粒子的情況中，將溶脹之后的粒子分級(jí)為使得其粒徑落在50~130 μ m的范圍、150~300 μ m的范圍、425~2000 μ m的范圍等內(nèi)的尺寸是實(shí)用的。
[0046]本發(fā)明中的溶脹明膠粒子具有球狀形狀，但具有如下性能:在通過施加壓縮應(yīng)力使粒子變形之后解除粒子的應(yīng)力時(shí)，從變形恢復(fù)至幾乎球狀。具體地，在通過以1.1155mN /秒的負(fù)荷速度、O秒的負(fù)荷保留時(shí)間施加20mN試驗(yàn)強(qiáng)度的壓縮應(yīng)力使粒子變形并隨后解除所述壓縮應(yīng)力時(shí)，粒子恢復(fù)至幾乎球狀形狀。
[0047]此外，本發(fā)明的明膠粒子進(jìn)行了交聯(lián)處理而使得其對(duì)水性溶劑不溶，且不進(jìn)行常用的利用交聯(lián)劑的交聯(lián)，而是進(jìn)行通過熱處理的熱交聯(lián)。即，在利用交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)處理的情況中，由于交聯(lián)劑的反應(yīng)產(chǎn)物(殘?jiān)?結(jié)合至明膠粒子，所以在將明膠粒子用于活體中的情況下，應(yīng)對(duì)毒性等進(jìn)行仔細(xì)研究，從而也限制了可使用的交聯(lián)劑。然而，在通過熱處理實(shí)施熱交聯(lián)的情況中，不存在如同上述的任何擔(dān)憂，交聯(lián)處理變得比利用交聯(lián)劑的交聯(lián)處理更溫和，并有助于控制交聯(lián)度。因此，在如本發(fā)明中那樣進(jìn)行了熱交聯(lián)的明膠粒子的情況中，在將粒子浸入水性溶劑如生理鹽水中時(shí)溶脹程度的調(diào)節(jié)和完全溶解所需要的時(shí)間的控制也變得容易。
[0048]在本發(fā)明中，關(guān)于熱交聯(lián)處理，將通過己知造粒方法如W / O分散法、微型反應(yīng)器法、噴霧干燥法、噴霧冷凍干燥法或粉碎法得到的明膠粒子先利用干燥方法如吹干、空氣干燥、真空干燥或冷凍干燥進(jìn)行干燥，并隨后在100~200°C、優(yōu)選120~180°C的溫度范圍內(nèi)加熱干燥2~48小時(shí)、優(yōu)選2~8小時(shí)，由此能夠?qū)γ髂z粒子進(jìn)行熱交聯(lián)。然而，在靜置條件下進(jìn)行加熱干燥的情況中，優(yōu)選在130~170°C ±5°C的溫度范圍內(nèi)實(shí)施熱處理并持續(xù)約4~5小時(shí)。在此情況中，可在常壓下實(shí)施干燥，但由于內(nèi)在地水溶性的明膠易于受到空氣中的氧、水汽等影響，所以對(duì)于以良好的再現(xiàn)性實(shí)施均勻的熱交聯(lián)，真空下的熱處理是優(yōu)選的。本發(fā)明中的“真空”是指以絕對(duì)真空(OkPa)為基準(zhǔn)，通過普通真空干燥器能夠?qū)崿F(xiàn)的IOkPa以下的壓力條件(真空度)。
[0049]下面將使用W / O分散法作為造粒方法的一個(gè)實(shí)例對(duì)制造本發(fā)明的明膠粒子的工藝進(jìn)行描述。明膠粒子的制造概要包括將明膠水溶液分散到油脂中以形成明膠水溶液的液滴的液滴形成步驟、對(duì)明膠液體的液滴進(jìn)行冷卻以實(shí)施凝膠化的凝膠化步驟、脫水步驟、洗滌步驟、干燥步驟和交聯(lián)步驟。[0050]首先，在液滴形成步驟中形成明膠水溶液的液滴。具體地，將明膠裝入約0°C下的水中并利用攪拌器、振蕩器等將明膠均勻溶解在水中以制備明膠水溶液。在此情況中通過將水升溫至約40~60°C能夠在短時(shí)間周期內(nèi)將明膠溶解，從而所述升溫是優(yōu)選的。為了通過調(diào)節(jié)所形成的液滴的粘度而易于得到在各種粒徑下具有窄粒度分布的明膠粒子，將由此得到的明膠水溶液的明膠濃度設(shè)定為2~20重量％，優(yōu)選5~15重量％的范圍。
[0051]在液滴形成步驟中，將按上述制備的明膠水溶液分散到油脂中以形成液滴。例如，將過量的油脂裝入安裝有攪拌槳葉的燒瓶中，在攪拌下裝入按上述制備的明膠水溶液，并對(duì)整體攪拌任意時(shí)間從而以液滴狀態(tài)將明膠水溶液均勻分散在油脂中。在此情況中通過將油脂升溫至O~60°C能夠在防止油脂凝固的情況下對(duì)明膠進(jìn)行均勻分散并還能夠防止明膠變性，從而所述升溫是優(yōu)選的。
[0052]作為裝入明膠水溶液中的油脂,必須使用與用于制備明膠水溶液的液滴的明膠水溶液的相容性差的油脂，例如，能夠使用選自動(dòng)物油、植物油、礦物油、硅油、脂肪酸、脂肪酸酯和有機(jī)溶劑中的至少一種。其中，優(yōu)選地，從對(duì)人體無毒考慮，期望使用辛酸甘油三酯、橄欖油、異硬脂酸異十六烷基酯、2_乙基己酸十六烷基酯等。
[0053]在上述液滴形成步驟之后，實(shí)施凝膠化步驟。在凝膠化步驟中，通過對(duì)明膠水溶液的液滴進(jìn)行冷卻而對(duì)明膠液滴進(jìn)行凝膠化。此處，凝膠化是指使得在通過過濾將凝膠化的明膠液滴從油脂中取出的情況中，能夠保持液滴的球狀形狀的不可流動(dòng)狀態(tài)。為了在凝膠化步驟中通過冷卻操作將液滴中的明膠凝膠化，對(duì)含有分散在其中的液滴的油脂進(jìn)行冷卻是充分的。例如，在燒瓶中形成分散在油脂中的明膠液滴的情況中，將燒瓶浸入冷卻水中以通過燒瓶的外壁對(duì)內(nèi)部的油脂以及明膠液滴進(jìn)行冷卻是充分的。關(guān)于冷卻溫度的設(shè)定，為了確保凝膠化，優(yōu)選將溫度設(shè)定為O~3°C的范圍。即，通過在所述溫度范圍內(nèi)對(duì)明膠液滴進(jìn)行冷卻，使得液滴內(nèi)的水不會(huì)凝固且另外提高凝膠化的明膠液滴的機(jī)械強(qiáng)度。結(jié)果，明膠粒子在后述的脫水步驟和洗滌步驟中的變形下降且在作為后續(xù)步驟的洗滌步驟中易于洗滌表面上的油脂。
[0054]在溫度達(dá)到O~:TC的設(shè)定溫度之后，上述凝膠化步驟中的冷卻時(shí)間為15~90分鐘，優(yōu)選約30~60分鐘。當(dāng)冷卻時(shí)間太短時(shí)，明膠液滴的凝膠化傾向于不足。另一方面，當(dāng)所述時(shí)間太長時(shí)，已經(jīng)充分進(jìn)行了凝膠化且因此浪費(fèi)時(shí)間并且生產(chǎn)效率傾向于變差。
[0055]存在如下?lián)鷳n:通過冷卻操作時(shí)的溫度下降，用于上述凝膠化步驟中的油脂凝固或所述油脂的粘度隨其種類而增大。在此情況中，通過添加具有低凝固點(diǎn)和低溶液粘度的脫水溶劑能夠防止這些問題，從而所述添加是優(yōu)選的。 [0056]在通過如上所述的冷卻操作對(duì)明膠液滴凝膠化之后，在脫水步驟中將液滴中的水除去。具體地，通過在使得凝膠化的明膠粒子不會(huì)溶解的明膠凝膠化溫度以下(具體地，15°C以下)的冷卻下裝入脫水溶劑，并以此置換凝膠化的明膠粒子中的水，實(shí)施脫水步驟。在后述干燥步驟中實(shí)現(xiàn)水的完美去除，但脫水步驟的目的是利用脫水試劑置換凝膠化的液滴中的水。通常，優(yōu)選將脫水步驟實(shí)施15分鐘以上。通過在脫水步驟中利用脫水溶劑置換水而將明膠粒子中的水除去，在后述交聯(lián)步驟中能夠?qū)嵤┚鶆虻牧Ｗ觾?nèi)交聯(lián)并能夠防止所得明膠粒子自身的聚集。
[0057]在脫水步驟中，由于需要通過如上所述利用脫水溶劑置換液滴中的水以實(shí)現(xiàn)脫水，所以作為使用的脫水溶劑，期望使用對(duì)水的溶解度為至少10重量％、優(yōu)選30重量％以上的親水溶劑。作為具體的脫水溶劑，例如能夠單獨(dú)使用丙酮、異丙醇、乙醇、甲醇、四氫呋喃等或能夠組合使用其兩種以上。在這些脫水溶劑中，從置換水的容易性考慮，適合使用與水可相對(duì)自由混合的親水性有機(jī)溶劑如丙酮、異丙醇或四氫呋喃。
[0058]接下來，在上述脫水步驟之后，實(shí)施洗滌步驟。冷卻并凝膠化的明膠粒子含有在脫水步驟中將水置換的脫水溶劑，但通過洗滌步驟能夠?qū)⒏街矫髂z粒子表面的油脂等除去。作為用于洗滌步驟中的洗滌溶劑，具體地，優(yōu)選使用凝膠化的明膠粒子不溶于其中的有機(jī)溶劑。如同在脫水溶劑的情況中那樣，在冷卻至明膠的凝膠化溫度以下的條件下裝入洗滌溶劑。在洗滌操作時(shí)，優(yōu)選組合使用諸如過濾或離心的方法將洗滌重復(fù)多次。例如，在對(duì)約2~15g明膠粒子進(jìn)行洗滌的情況中，通過將使用約200~300ml洗滌溶劑洗滌15~30分鐘的操作重復(fù)約四到六個(gè)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)完美洗滌。
[0059]作為具體洗滌溶劑，能夠使用與上述脫水溶劑相同的溶劑，但從明膠粒子的確實(shí)脫水考慮，優(yōu)選使用酮類溶劑如丙酮、醇類溶劑如異丙醇以及四氫呋喃。
[0060]關(guān)于通過如上所述的脫水步驟和洗滌步驟而得到的明膠粒子，為了除去附著在粒子表面的過量脫水溶劑和洗滌溶劑并完全除去水，實(shí)施干燥步驟。作為用于干燥步驟中的干燥方法，例如能夠使用普通的干燥方法如吹干、減壓干燥(包括真空干燥)和冷凍干燥。在實(shí)施減壓干燥的情況中，為了不因加熱而誘發(fā)明膠的交聯(lián)，優(yōu)選在約5~25°C的溫度下實(shí)施干燥并持續(xù)約6~12小時(shí)。
[0061]在交聯(lián)步驟中對(duì)在干燥步驟中脫水并干燥的明膠粒子進(jìn)行交聯(lián)。例如，在如同在栓塞治療用途的情況中那樣將明膠粒子引入身體內(nèi)的情況中，由于需要使用對(duì)人體無害的粒子，所以不優(yōu)選采用使用外部交聯(lián)劑如交聯(lián)劑的交聯(lián)方法，需要通過加熱實(shí)施交聯(lián)。在通過加熱進(jìn)行交聯(lián)的情況中，例如，通過在80~250°C、優(yōu)選130~170°C下加熱0.5~120小時(shí)、優(yōu)選3~24小時(shí)能夠使明膠粒子交聯(lián)。順便提及，由于通過控制加熱溫度和加熱時(shí)間來控制明膠粒子的交聯(lián)度，所以能夠?qū)ν耆苡谒芤夯蜓苤兴枰臅r(shí)間(生物降解時(shí)間等)進(jìn)行控制。
[0062]在旨在將按上述得到的干燥明膠粒子用于栓塞治療用途中以對(duì)血管進(jìn)行栓塞的情況中，在通過利用通過將明膠粒子浸入生理鹽水等中而得到的溶脹明膠粒子進(jìn)行的血管栓塞將血流阻擋之后，對(duì)直到通過溶脹明膠粒子的逐漸生物降解而恢復(fù)血流為止的時(shí)間進(jìn)行控制，即可以對(duì)栓塞時(shí)間進(jìn)行控制。具體地，由于2~3天的血管栓塞對(duì)于腫瘤如肝癌的壞死是足夠的，所以從對(duì)栓塞位點(diǎn)處的器官和正常細(xì)胞的損傷小考慮，優(yōu)選將直至血流恢復(fù)的栓塞時(shí)間，即直至溶脹明膠粒子生物降解的時(shí)間控制為約3~7天。通常，在將栓塞時(shí)間設(shè)定為3~7天的情況中，優(yōu)選將交聯(lián)步驟中的加熱條件控制為100~180°C和I~24小時(shí)。順便提及，由于存在交聯(lián)步驟中在加熱操作時(shí)明膠粒子被氧化并變性的擔(dān)憂，所以通常，優(yōu)選在減壓下或在惰性氣體氣氛下實(shí)施交聯(lián)步驟。
[0063]在如上所述將通過使本發(fā)明的明膠粒子溶脹而得到的溶脹明膠粒子用于血管栓塞用途中的情況中，例如，在給用造影劑的條件下將導(dǎo)管從股動(dòng)脈等插入到旨在經(jīng)歷栓塞治療的位點(diǎn)，隨后將具有任意形狀的明膠粒子分散在生理鹽水中，將進(jìn)行了平衡溶脹的溶脹明膠粒子的分散液注入導(dǎo)管中，并將溶脹明膠粒子傳遞至目標(biāo)栓塞治療位點(diǎn)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)栓塞。
[0064]而且，本發(fā)明的明膠粒子還能夠用于在粒子內(nèi)部浸潰并保持生理活性物質(zhì)的條件下將生理活性物質(zhì)受控釋放的用途中。在此情況中，例如，能夠?qū)⑺隽Ｗ佑米鹘o用生理活性物質(zhì)的裝置，其中將用于生理活性物質(zhì)受控釋放的明膠粒子與生理鹽水一道分散并填充入注射器內(nèi)并使用。
[0065]順便提及，本發(fā)明中的上述給用生理活性物質(zhì)的裝置是處于使用狀態(tài)的裝置。例如，所述裝置還包括諸如如下的實(shí)施方式:其中預(yù)先將明膠粒子單獨(dú)填充入注射器內(nèi)并在使用時(shí)將生理鹽水抽入注射器內(nèi)以分散明膠粒子的情況；和其中將明膠粒子填充入小瓶中，在使用時(shí)裝入生理鹽水以分散明膠粒子，并將分散液抽入注射器內(nèi)的情況，即給用通過所謂的用時(shí)制備而獲得的生理活性物`質(zhì)的裝置。
[0066]作為保持在本發(fā)明明膠粒子中的生理活性物質(zhì)，除了治療各種疾病的藥物之外，還可以提及:各種生長因子如堿性成纖維原細(xì)胞生長因子(bFGF)、肝細(xì)胞生長因子(HGF)和血小板衍生生長因子(TOGF);以及細(xì)胞因子如干擾素和白介素等。其中，例如，能夠?qū)⒈３謆FGF等的明膠粒子用于治療下肢缺血性疾病。
[0067]在將按上述得到的本發(fā)明的明膠粒子浸入23°C的生理鹽水中的情況中，相對(duì)于干燥粒子(干燥狀態(tài)下的明膠粒子)的平均體積，其平均體積溶脹比為200%~2000%，優(yōu)選400%~800%。在生理鹽水中的溶脹在干燥粒子中集中擴(kuò)展并在200%~600%平均體積溶脹比的范圍內(nèi)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)平均體積溶脹比太小時(shí)，即當(dāng)在生理鹽水中的溶脹太小時(shí)，不僅浸潰溶液和生理活性物質(zhì)的內(nèi)部保持變得困難，而且不能形成具有足夠彈性的凝膠粒子，從而所述情況傾向于阻礙與治療程序中的醫(yī)療裝置的組合使用并因此是不優(yōu)選的。另一方面，當(dāng)平均體積溶脹比太大時(shí)，即當(dāng)粒子在生理鹽水中劇烈溶脹時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度隨粒子的溶脹而下降并因此所述下降導(dǎo)致在治療程序期間粒子崩塌或在給用到活體中之后粒子崩塌，從而存在不能獲得作為受控釋放用基礎(chǔ)材料的目標(biāo)血管栓塞能力和性能的擔(dān)憂，且還存在由崩塌產(chǎn)生的細(xì)碎片混入血流中而在目標(biāo)位點(diǎn)之外的位置處造成血栓的可能性。
[0068]實(shí)施例
[0069]下面將參考實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體的說明。然而，不應(yīng)將本發(fā)明解釋為受限于實(shí)施例的說明。
[0070]<實(shí)施例1~16>
[0071]使用中鏈脂肪酸甘油脂作為用于分散明膠的油脂，在10°C以下在其中滴加并分散明膠水溶液(源白豬皮，濃度:5重量％)以制備明膠粒子。隨后，在攪拌下將明膠粒子冷卻(0°C)以實(shí)現(xiàn)徹底凝膠化，然后添加丙酮作為溶劑以用其置換明膠粒子中的水。
[0072]然后，在利用作為洗滌溶劑的丙酮對(duì)明膠粒子進(jìn)行洗滌之后，對(duì)粒子進(jìn)行干燥以得到無孔球狀干燥明膠粒子。將得到的明膠粒子進(jìn)行分級(jí)并回收為具有425~600 μ m、212~300μπι、75~150 μ m和25~63 μ m粒徑的四種明膠粒子。將四種分級(jí)并回收的明膠粒子在真空條件(5kPa)下在靜置狀態(tài)中在預(yù)定溫度下熱處理4~5小時(shí)以得到本發(fā)明的明膠粒子(圓形度:0.9)。
[0073]用于實(shí)施例的制備產(chǎn)物的加熱溫度條件如下。
[0074]實(shí)施例1:粒徑為425~600 μ m，加熱溫度:150°C (±5°C )
[0075]實(shí)施例2:粒徑為212~300 μ m，加熱溫度:150°C (±5°C )
[0076]實(shí)施例3:粒徑為75~150 μ m，加熱溫度:150°C (±5°C )
[0077]實(shí)施例4:粒徑為25~63 μ m，加熱溫度:150°C (±5°C )
[0078]實(shí)施例5:粒徑為425~600 μ m，加熱溫度:130°C (±5°C )
[0079]實(shí)施例6:粒徑為212~300 μ m，加熱溫度:130°C (±5°C )
[0080]實(shí)施例7:粒徑為75~150 μ m，加熱溫度:130°C (±5°C )
[0081]實(shí)施例8:粒徑為25~63 μ m，加熱溫度:130°C (±5°C )
[0082]實(shí)施例9:粒徑為425~600 μ m，加熱溫度:140°C (±5°C )
[0083]實(shí)施例10:粒徑為212~300 μ m，加熱溫度:140°C (±5°C )
[0084]實(shí)施例11:粒徑為75~150 μ m，加熱溫度:140°C (±5°C )
[0085]實(shí)施例12:粒徑為25~63 μ m，加熱溫度:140°C (±5°C )
[0086]實(shí)施例13:粒徑為425~600 μ m，加熱溫度:170°C (±5°C )
[0087]實(shí)施例14:粒徑為212~300 μ m，加熱溫度:170°C (±5°C )
[0088]實(shí)施例15:粒徑為75~150 μ m，加熱溫度:170°C (±5°C )
[0089]實(shí)施例16:粒徑為25~63 μ m，加熱溫度:170°C (±5°C )
[0090]<比較例1>
[0091]作為比較例的產(chǎn)物,使用可商購獲得的多孔明膠粒子(商品名:Gelpart，由日本化藥株式會(huì)社(Nippon Kayaku C0.，Ltd.)制造,粒徑:約Imm)。
[0092]關(guān)于在上述實(shí)施例和比較例中得到的明膠粒子，按如下測量了在將各粒子浸入生理鹽水中的情況下的平均體積溶脹比。
[0093]在顯微鏡(型號(hào):VHX_500,由基恩士株式會(huì)社(Keyence Corporation)制造,透鏡:VH-Z100)上對(duì)處于干燥狀態(tài)的各明膠粒子的粒徑和在浸入23°C生理鹽水中30分鐘之后的各明膠粒子的粒徑進(jìn)行了觀察。在顯微鏡上觀察時(shí)的放大倍率，對(duì)于在干燥狀態(tài)下具有425~600 μ m粒徑的粒子和比較例的產(chǎn)物(粒徑:約Imm)為100x，對(duì)于具有212~300 μ m粒徑的粒子為200 X，對(duì)于具有75~150 μ m粒徑的粒子為300 X，且對(duì)于具有25~63 μ m粒徑的粒子為700 X。在觀察中，每種試樣測量300個(gè)粒子(n=300)并根據(jù)如下等式計(jì)算平均體積溶脹比。將結(jié)果示于表1中。
[0094][式子I]平均體積溶脹比(％)= {(溶脹之后的平均粒徑/ 2)3 / (在干燥狀態(tài)下的平均粒徑/ 2)3} XlOO
[0095]圖1~圖4顯示了實(shí)施例1和比較例I的明膠粒子在干燥狀態(tài)下的顯微圖像(圖1、圖3)和通過將其浸入生理鹽水中使其溶脹之后的顯微圖像(圖2、圖4)。
[0096]
【權(quán)利要求】
1.一種明膠粒子，其是圓形度為0.8以上且干燥粒徑為20~1600 μ m的熱交聯(lián)無孔球狀明膠粒子，其中相對(duì)于干燥狀態(tài)下所述明膠粒子的平均體積，在將所述明膠粒子浸入23 °C生理鹽水的情況下的平均體積溶脹比為200%~2000%。
2.如權(quán)利要求1所述的明膠粒子，其中所述明膠粒子通過在真空下對(duì)干燥狀態(tài)的明膠粒子進(jìn)行的熱處理而被熱交聯(lián)。
3.一種明膠粒子，通過利用浸潰溶液對(duì)根據(jù)權(quán)利要求1或2的明膠粒子進(jìn)行平衡溶脹而得到。
4.如權(quán)利要求3所述的明膠粒子，其中所述浸潰溶液為生理鹽水。
5.如權(quán)利要求3所述的明膠粒子，其為通過利用所述浸潰溶液對(duì)包含膠質(zhì)強(qiáng)度為80~120g的明膠的熱交聯(lián)無孔球狀明膠粒子進(jìn)行溶脹而得到的溶脹明膠粒子，其中所述溶脹明膠粒子的粒徑為50-2000 μ m。
6.如權(quán)利要求5所述的明膠粒子，其中在通過以1.1155mN /秒的負(fù)荷速度、O秒的負(fù)荷保留時(shí)間施加20mN試驗(yàn)強(qiáng)度的壓縮應(yīng)力使所述溶脹明膠粒子變形并隨后解除所述壓縮應(yīng)力的情況下，所述溶脹明膠粒子從變形恢復(fù)至幾乎球狀。
7.如權(quán)利要求1所述的明膠粒子，其為用于血管栓塞的明膠粒子。
8.一種用于生理活性物質(zhì)受控釋放的明膠粒子，包含根據(jù)權(quán)利要求1的明膠粒子和溶解并保持在所述明膠粒子中的生理活性物質(zhì)。
9.一種給用生理活性物質(zhì)的裝置，其中根據(jù)權(quán)利要求8的用于生理活性物質(zhì)受控釋放的明膠粒子與生理鹽水一道分散并填充入注射器內(nèi)并使用。
【文檔編號(hào)】A61K38/39GK103656625SQ201310429795
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月18日
【發(fā)明者】三浦智惠子, 真壁美紀(jì), 阿部繪梨子, 菅原晉二, 吉川利之 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社