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JP5614885B2 - Water-insoluble elastin microparticles - Google Patents
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JP5614885B2 - Water-insoluble elastin microparticles - Google Patents

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Description

本発明は、新規な水不溶性のエラスチンマイクロ粒子、その製造方法およびその用途に関し、さらに詳しくは、薬物徐放性担体等に利用できる水不溶性のエラスチンマイクロ粒子、その製造方法およびそのマイクロ粒子を使用した薬物徐放性担体に関する。 The present invention relates to novel water-insoluble elastin microparticles, a method for producing the same, and uses thereof. More specifically, the present invention uses water-insoluble elastin microparticles that can be used as a sustained-release carrier for drugs, a method for producing the same, and the use of the microparticles. The present invention relates to a sustained drug release carrier.

ドラッグ・デリバリー・システム(以下、DDSと略称することがある)は「薬剤を必要な時に、必要な場所で、必要な量だけ作用させる」ことを目的としており、薬物の効率的な活用や副作用の低減、患者のクオリティ・オブ・ライフ(QOL)の向上のためにも非常に重要な役割を果たすことが期待されている。現在、経口、動静脈注射、経皮、経肺といった様々な投与形態でのDDS技術開発が進んでいる。例えば、抗癌剤溶液の腫瘍組織動脈内投与法は、臨床においても繁用される局所療法の一つである。しかし、この方法の場合、抗癌剤溶液を注入しても薬物の腫瘍組織に対する接触時間が短いので大きな治療効果は期待できない。
ドラッグ・デリバリー・システムにおいては、薬物を担持し目的部位まで運ぶための薬物担体(DDS担体)の開発が重要であり、DDS担体を利用するDDSの一例として、抗癌剤であるマイトマイシンCをエチルセルロースで被覆したマイクロカプセルを、腫瘍の動脈に注入する化学塞栓療法が知られている。しかし、既知のDDS担体の数はいまだ十分でなく、新たなDDS担体の開発が望まれている。
The drug delivery system (hereinafter sometimes abbreviated as DDS) is intended to “activate drugs in the required amount at the required place when necessary”, and enables effective use and side effects of drugs. It is expected to play a very important role in reducing the patient's quality and improving the patient's quality of life (QOL). Currently, development of DDS technology in various administration forms such as oral, arteriovenous injection, transdermal, and transpulmonary is progressing. For example, an intra-arterial administration method of an anticancer drug solution is one of the local therapies that are frequently used in the clinic. However, in the case of this method, even if an anticancer agent solution is injected, the contact time of the drug with the tumor tissue is short, so that a large therapeutic effect cannot be expected.
In the drug delivery system, it is important to develop a drug carrier (DDS carrier) for carrying the drug to the target site. As an example of DDS using the DDS carrier, mitomycin C, which is an anticancer agent, is coated with ethyl cellulose. Chemoembolization is known in which the microcapsules are injected into a tumor artery. However, the number of known DDS carriers is still insufficient, and development of new DDS carriers is desired.

ところで、血管系に注入された微粒子の体内動態および各臓器への移行は、投与部位と血管系・各臓器の解剖学的位置関係、および臓器における毛細血管床と血管壁の構造、さらには粒子のサイズや表面特性によって規定されることが知られている。そして、血管壁の性状は、臓器や病巣により大きく異なることから、微粒子は、血管内投与後、粒子径によって異なった臓器分布を示し、また、投与部位と臓器の解剖学的位置関係によっても臓器分布が異なってくる。例えば、静脈注射された直径12μm以上の微粒子は、循環血流に乗り肺の毛細血管床に機械的に塞栓を起こし捕捉される。また、同じ粒子を動脈内に注入すると、流域下の臓器の毛細血管で塞栓を起こす。 By the way, the pharmacokinetics of microparticles injected into the vascular system and the transition to each organ include the anatomical positional relationship between the administration site and the vascular system / organ, the structure of the capillary bed and vascular wall, and the particles in the organ. It is known that it is defined by the size and surface characteristics. Since the properties of the blood vessel wall vary greatly depending on the organ and lesion, the fine particles show different organ distributions depending on the particle diameter after intravascular administration, and the organs also depend on the anatomical positional relationship between the administration site and the organ. Distribution is different. For example, intravenously injected fine particles having a diameter of 12 μm or more are trapped in the circulating blood stream and mechanically embolized in the lung capillary bed. Injecting the same particles into the artery causes embolization in the capillaries of the organ under the basin.

一方、直径0.2〜3μm程度のマイクロオーダーサイズの微粒子は、肝臓のクッパー細胞をはじめとする細網内皮系組織(reticulo-endothelial system:RES)によって貪食されてそこに蓄積する。そのため、肝癌などの病巣がある場合は、この微粒子を担体として用い、これに抗癌剤などを担持させて静脈注射すると、特異的に肝臓のクッパー細胞をはじめとする細網内皮系組織によって貪食されることになり、肝癌などの治療に有効である。しかも、他の組織よりも特異的に肝臓のクッパー細胞などに貪食されるので、抗癌剤等の副作用は少ないと予想される。なお、直径0.1μm以下の微粒子は、肝臓やがん病巣、炎症部位では血管外へ漏出し、微粒子の標的化は不能になると言われている(非特許文献1参照)。 On the other hand, micro-order microparticles with a diameter of about 0.2 to 3 μm are phagocytosed and accumulated by reticulo-endothelial system (RES) including Kupffer cells of the liver. Therefore, when there is a lesion such as liver cancer, when these microparticles are used as a carrier and an anticancer agent is carried on this fine particle and intravenously injected, it is specifically phagocytosed by reticuloendothelial tissues such as liver Kupffer cells. Therefore, it is effective for treating liver cancer and the like. Moreover, since it is phagocytosed by liver Kupffer cells more specifically than other tissues, side effects such as anticancer agents are expected to be small. In addition, it is said that microparticles with a diameter of 0.1 μm or less leak out of the blood vessel at the liver, cancer lesions, and inflamed sites, making it impossible to target the microparticles (see Non-Patent Document 1).

一方、本発明者らは、生体高分子であるエラスチンに着目し、その薬物担体としての応用を検討してきた。エラスチンは、動物の大動脈、項靭帯、皮膚などの主要な構成成分であり、通常、生体内においては三次元網目構造の不溶性のタンパク質として存在している。かかるエラスチンを酸またはアルカリで加水分解したり、酵素で処理することによって、水溶性エラスチンが得られることは広く知られている。このようにして得られる可溶化エラスチンは、水溶液中においてコアセルベーションと呼ばれる現象を引き起こす。コアセルベーションとは、エラスチン水溶液を体温付近まで加熱すると白濁し、そのまま放置すると透明な平衡溶液と淡黄色の高粘性なコアセルベートの2層に分離し、冷却すると元の均一溶液に戻るという可逆的な一連の現象のことである(特許文献1、2および3参照)。 On the other hand, the present inventors have focused on elastin, a biopolymer, and have studied its application as a drug carrier. Elastin is a major constituent of animals such as the aorta, ligaments, and skin of animals, and usually exists as an insoluble protein having a three-dimensional network structure in vivo. It is widely known that water-soluble elastin can be obtained by hydrolyzing such elastin with an acid or alkali or treating with an enzyme. The solubilized elastin thus obtained causes a phenomenon called coacervation in an aqueous solution. Coacervation is a reversible effect in which an elastin aqueous solution becomes cloudy when heated to near body temperature, and when left as it is, it is separated into two layers of a transparent equilibrium solution and a pale yellow highly viscous coacervate, and when cooled, it returns to the original homogeneous solution. This is a series of phenomena (see Patent Documents 1, 2, and 3).

本発明者らは、このコアセルベーション時に形成されるコアセルベート液滴に着目し、これにγ線を照射することによって、より安定で且つ水に不溶性の200nm程度のナノ粒子を作製することに成功し、先に特許出願を行った(特願2010−091952)。このナノ粒子は、粒子のサイズの観点から経皮投与のDDS担体としての利用が期待されている。 The present inventors paid attention to the coacervate droplets formed during the coacervation, and succeeded in producing nanoparticles of about 200 nm that are more stable and insoluble in water by irradiating them with γ rays. The patent application was filed first (Japanese Patent Application No. 2010-091952). These nanoparticles are expected to be used as a DDS carrier for transdermal administration from the viewpoint of particle size.

しかし、前記のように肝臓や脾臓の病気治療のためには、マイクロオーダーサイズの微粒子が必要であり、先に開発したナノ粒子ではサイズが不足している。また、従来からマイクロオーダーのDDS担体は知られているが、それらは材料が合成高分子のため、化学合成や修飾などの合成工程が煩雑になり、さらには安全性の面で万全とは言えないという問題がある。 However, as described above, micro-order sized microparticles are necessary for the treatment of diseases of the liver and spleen, and the previously developed nanoparticles are insufficient in size. Conventionally, micro-order DDS carriers are known. However, since these materials are synthetic polymers, the synthesis steps such as chemical synthesis and modification become complicated, and it can be said that they are safe in terms of safety. There is no problem.

福森義信ら、化学工学、63(10)、567-571(1999)Yoshinobu Fukumori et al., Chemical Engineering, 63 (10), 567-571 (1999)

特許第4078431号公報Japanese Patent No. 4078431 特開2007−45722号公報JP 2007-45722 A 特開2009−219422号公報JP 2009-219422 A

本発明の課題は、薬物徐放性担体、とくに静脈注射により肝臓や脾臓の治療用に使用する薬剤の担体として好適な水不溶性のエラスチンマイクロ粒子を提供することにある。本発明の他の課題は、かかる水不溶性のエラスチンマイクロ粒子を簡単な操作で効率よく製造する方法を提供することにある。さらに、本発明の他の課題は、静脈注射により肝臓や脾臓の治療用に使用する薬剤用に好適な薬物徐放性担体を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide water-insoluble elastin microparticles suitable as a drug sustained-release carrier, particularly a drug carrier used for the treatment of liver and spleen by intravenous injection. Another object of the present invention is to provide a method for efficiently producing such water-insoluble elastin microparticles by a simple operation. Another object of the present invention is to provide a sustained-release drug carrier suitable for drugs used for the treatment of liver and spleen by intravenous injection.

本発明においては、上記の課題を解決するために、第一の発明として、魚類由来の水溶性エラスチンのコアセルベート液滴に、放射線を照射して得られ、粒子径が1〜10μmである水不溶性のエラスチンマイクロ粒子が提供される。また第二の発明として、魚類由来の水溶性エラスチンのコアセルベート液滴に放射線を照射することによって上記のマイクロ粒子を製造する方法が提供される。さらに、第三の発明として、上記のマイクロ粒子を構成成分とする薬物徐放性担体が提供される。 In the present invention, in order to solve the above problems, a first invention, in coacervate droplets of the water-soluble elastin from fish, obtained by irradiating the radiation, the particle size Ru 1~10μm der water Insoluble elastin microparticles are provided. As a second invention, there is provided a method for producing the above microparticles by irradiating a water-soluble elastin coacervate droplet derived from fish with radiation. Furthermore, as a third invention, a sustained-release drug carrier comprising the above microparticles as a constituent component is provided.

本発明においては、例えばカツオやマグロ等の魚類由来の水溶性エラスチンの水溶液を加熱してコアセルベート液滴を作製し、この液滴にγ線などの放射線を照射するという簡単な操作で、効率よく水不溶性のマイクロオーダーの粒子を作製できる。マイクロオーダーの粒子は、ナノオーダーの粒子に比較してサイズが大きく、肝臓や脾臓に捕捉されやすいので、薬物を肝臓や脾臓の病巣部位に運搬し肝臓や脾臓の病気を治療するための、DDS担体としての応用が期待できる。また、本発明のマイクロ粒子は、生体由来の高分子材料のため、酵素により分解を受け、生体内にそのまま残ることもない。さらに本発明では、マイクロ粒子を放射線照射で製造するため、無菌状態のマイクロ粒子として製造することができる。 In the present invention, for example, a coacervate droplet is prepared by heating an aqueous solution of water-soluble elastin derived from fish such as bonito and tuna, and the droplet is irradiated with radiation such as γ-rays. Water-insoluble micro-order particles can be produced. Micro-order particles are larger in size than nano-order particles and are easily trapped in the liver and spleen. Therefore, DDS for transporting drugs to the lesion sites of the liver and spleen to treat liver and spleen diseases. Application as a carrier can be expected. Moreover, since the microparticle of the present invention is a polymer material derived from a living body, it is decomposed by an enzyme and does not remain in the living body. Furthermore, in the present invention, since microparticles are produced by irradiation with radiation, they can be produced as sterile microparticles.

カツオ動脈球からカツオ由来の水溶性エラスチンを作製する手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure which produces the water-soluble elastin derived from a bonito from a bonito arterial sphere. カツオ由来の水不溶性のエラスチンマイクロ粒子の粒径分布を示す図である。It is a figure which shows the particle size distribution of the water-insoluble elastin microparticles derived from skipjack. カツオ由来の水不溶性のエラスチンマイクロ粒子の透過型電子顕微鏡写真である。It is a transmission electron micrograph of water-insoluble elastin microparticles derived from skipjack.

本発明においては、動物由来の水溶性エラスチンのコアセルベート液滴に、放射線を照射することによって水不溶性のエラスチンマイクロ粒子が製造される。水溶性エラスチンの原料となる動物性生体組織としては、とくに制限はなく、その具体例として、従来からエラスチンの含量が多いとの理由で賞用されている豚、馬、牛、羊などの哺乳動物から得られる項靭帯や大動脈血管など、カツオ、マグロ、ハマチ、サケなどの魚類の動脈球などが挙げられる。なかでも、放射線を照射した後にマイクロオーダーの粒子を形成しやすい点で、魚類由来の水溶性エラスチンが好ましい。とくに、カツオ由来の水溶性エラスチンのコアセルベート液滴を使用する場合には、放射線の照射量を調整することにより400nm超〜2μmの範囲の水不溶性粒子を容易に得ることができる。   In the present invention, water-insoluble elastin microparticles are produced by irradiating water-soluble elastin coacervate droplets derived from animals with radiation. There are no particular restrictions on the animal biological tissue that is the raw material for water-soluble elastin. Specific examples thereof include sucking pigs, horses, cattle, sheep, and other mammals that have traditionally been awarded for their high content of elastin. Examples include ligaments and aortic blood vessels obtained from animals, and arterial spheres of fish such as skipjack, tuna, yellowtail, and salmon. Among these, fish-derived water-soluble elastin is preferable because it easily forms micro-order particles after irradiation with radiation. In particular, when water-soluble elastin-derived coacervate droplets derived from bonito are used, water-insoluble particles in the range of more than 400 nm to 2 μm can be easily obtained by adjusting the radiation dose.

動物性生体組織から水溶性エラスチンを得る方法は、従来から色々と提案されており、とくに制限されないが、好ましいのは、本発明者が提案した下記の方法である(特許文献1および2参照)。 Various methods for obtaining water-soluble elastin from animal biological tissues have been proposed in the past, and are not particularly limited, but the following method proposed by the present inventor is preferable (see Patent Documents 1 and 2). .

第1の方法は、次のようにして行われる。まず、動物性生体組織からコラーゲンやその他の不要タンパク質の除去処理を行って不溶性エラスチンを得、次いでこの不溶性エラスチンをシュウ酸等の酸性可溶化液あるいは水酸化ナトリウム等のアルカリ性可溶化液に浸漬して溶解させ、水溶性エラスチンを製造する。コラーゲンやその他の不要タンパク質の除去処理は、通常、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウムなどのアルカリ性物質の水溶液を使用して行われる。これらのアルカリ性物質の濃度を1Lあたり0.005〜0.5モルとし、液温0〜105℃としたアルカリ性溶液中に、動物の生体組織を5〜60分間程度浸漬し、必要に応じてその浸漬を所定回数繰り返し行うのが好ましい。 The first method is performed as follows. First, collagen and other unwanted proteins are removed from animal tissue to obtain insoluble elastin, and then this insoluble elastin is immersed in an acidic solubilizing solution such as oxalic acid or an alkaline solubilizing solution such as sodium hydroxide. To produce water-soluble elastin. Collagen and other unwanted proteins are usually removed using an aqueous solution of an alkaline substance such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, or barium hydroxide. The concentration of these alkaline substances is 0.005 to 0.5 mol per liter, and the animal tissue is immersed in an alkaline solution at a liquid temperature of 0 to 105 ° C. for about 5 to 60 minutes. It is preferable to repeat the immersion a predetermined number of times.

また、コラーゲンやその他の不要タンパク質の除去処理に際しては、アルカリ性溶液による処理の前に、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化バリウムなどの塩を含む塩溶液に、動物の生体組織を浸漬させる浸漬処理(前処理)を行うこともできる。 Also, when removing collagen and other unwanted proteins, soak the animal's biological tissue in a salt solution containing a salt such as sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride or barium chloride before the treatment with an alkaline solution. Processing (preprocessing) can also be performed.

動物の生体組織は、先ず、ホモジナイザーを用いてホモジナイズするのがよい。ホモジナイズはミキサー、ミートチョッパーなど、生体組織を細断できるものであればよく、好ましくは3ミリメートル角以下、さらに好ましくはペースト状に細断できる器具を用いるとよい。細断した生体組織の粒が小さいほど、コラーゲンやその他の不要なタンパク質の除去効率を上げることができる。ホモジナイズした生体組織は、例えば、熱水又は熱希薄アルカリ水溶液で煮沸するか、もしくは有機溶媒で処理することによって脱脂処理を行ってもよい。 The animal body tissue is preferably homogenized using a homogenizer. The homogenization is not particularly limited as long as it can shred the living tissue, such as a mixer or a meat chopper, and it is preferable to use an instrument capable of shredding in a 3 mm square or less, more preferably a paste. The smaller the size of the shredded biological tissue, the higher the efficiency of removing collagen and other unnecessary proteins. The homogenized biological tissue may be degreased by boiling it with hot water or a hot dilute alkaline aqueous solution, or treating it with an organic solvent, for example.

前記の可溶化液としては、シュウ酸、蟻酸、酢酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、安息香酸、ベタイン、ジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸、リン酸、スルファミン酸、過塩素酸、トリクロロ酢酸などの酸成分を含む酸性溶液が用いられる。そして、この酸性溶液の酸の濃度は1Lあたり0.05〜5モルとし、かつ、液温を90〜105℃とするのが好ましい。 Examples of the solubilized solution include oxalic acid, formic acid, acetic acid, succinic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, benzoic acid, betaine, difluoroacetic acid, trifluoroacetic acid, phosphoric acid, sulfamic acid, perchloric acid, trichloroacetic acid. An acidic solution containing an acid component such as is used. The acid concentration of the acidic solution is preferably 0.05 to 5 mol per liter, and the liquid temperature is preferably 90 to 105 ° C.

前記可溶化液は、また、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウムなどのアルカリ性物質を含むアルカリ性溶液であってもよい。このアルカリ性溶液中に添加したアルカリ性物質の濃度を、1Lあたり0.01〜5モルとし、かつ、液温が90〜105℃のアルカリ性溶液とするのが好ましい。 The solubilizing solution may also be an alkaline solution containing an alkaline substance such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, or barium hydroxide. It is preferable that the concentration of the alkaline substance added to the alkaline solution is 0.01 to 5 mol per liter and the liquid temperature is 90 to 105 ° C.

第2の方法は、動物の生体組織の不要部分の除去処理、動物の生体組織の脱脂処理、動物の生体組織の細断処理の少なくともいずれか一つを含む前処理工程と、前処理された生体組織をアルカリ性溶液に浸漬してコラーゲンやその他の不要タンパク質を濾別するアルカリ抽出工程と、アルカリ抽出工程後の残渣をアルカリ又は酸で溶解するアルカリ又は酸溶解工程を所定回数繰り返し、濾別により水溶性エラスチンを含む濾液を得る濾液回収工程と、濾液から水溶性エラスチンを生成する水溶性エラスチン生成工程を、順次行って水溶性エラスチンを製造する方法である。前記アルカリ溶解工程で用いるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウムのいずれか一つ又は混合物が好ましい。また、前記酸溶解工程で用いる酸としては、シュウ酸、蟻酸、酢酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、安息香酸、ベタイン、ジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸、リン酸、スルファミン酸、過塩素酸、トリクロロ酢酸の少なくともいずれか一つ又は混合物が好ましい。 The second method includes a pretreatment step including at least one of a removal process of an unnecessary part of an animal living tissue, a degreasing process of an animal living tissue, and a shredding process of an animal living tissue; An alkaline extraction step of immersing a living tissue in an alkaline solution and filtering out collagen and other unnecessary proteins, and an alkali or acid dissolution step of dissolving the residue after the alkali extraction step with an alkali or an acid are repeated a predetermined number of times by filtration. This is a method for producing water-soluble elastin by sequentially performing a filtrate recovery step for obtaining a filtrate containing water-soluble elastin and a water-soluble elastin production step for producing water-soluble elastin from the filtrate. The alkali used in the alkali dissolution step is preferably any one of sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, or a mixture. The acid used in the acid dissolving step is oxalic acid, formic acid, acetic acid, succinic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, benzoic acid, betaine, difluoroacetic acid, trifluoroacetic acid, phosphoric acid, sulfamic acid, perchlorine. An acid, at least one of trichloroacetic acid, or a mixture is preferable.

この操作は、前記の、生体組織からコラーゲンやその他の不要タンパク質を除去して不溶性エラスチンを得て、次いで、この不溶性エラスチンを可溶化して水溶性エラスチンを得る第1の方法とは異なり、生体組織から不溶性エラスチンを得ることなく、直接、水溶性エラスチンを得る方法である。即ち、1Lあたり0.005〜0.5モルで0〜105℃としたアルカリ性溶液中に、脱脂、細断処理した生体組織を5〜60分程度浸漬し、その浸漬を所定回数繰り返し行ってエラスチン以外のコラーゲンや不要タンパク質を除去した処理組織を得、次いで、この処理組織を1Lあたり0.01〜5モルのアルカリ性溶液中に90〜105℃で20〜360分程度、繰り返し浸漬して溶解し(不要タンパク質の除去操作に比較してアルカリ性溶液の濃度がより高濃度であり、且つ浸漬時間がより長い)、あるいはこの処理組織を1Lあたり0.05〜5モルで90〜105℃の酸性溶液中に20〜360分程度、繰り返し浸漬して溶解し、水溶性エラスチンを得る方法である。 This operation differs from the above-described first method in which collagen and other unnecessary proteins are removed from biological tissue to obtain insoluble elastin, and then this insoluble elastin is solubilized to obtain water-soluble elastin. This is a method for obtaining water-soluble elastin directly without obtaining insoluble elastin from tissue. That is, the degreased and shredded biological tissue is immersed for about 5 to 60 minutes in an alkaline solution of 0.005 to 0.5 mol per liter and 0 to 105 ° C., and the immersion is repeated a predetermined number of times for elastin. To obtain a treated tissue from which other collagens and unnecessary proteins have been removed, and then repeatedly immerse the treated tissue in an alkaline solution of 0.01 to 5 mol per liter at 90 to 105 ° C. for about 20 to 360 minutes. (The alkaline solution has a higher concentration and longer immersion time than the unnecessary protein removal operation), or the treated tissue is 0.05 to 5 moles per liter at 90 to 105 ° C in an acidic solution. It is a method of obtaining water-soluble elastin by repeatedly dipping and dissolving for about 20 to 360 minutes.

前記のごとく第1又は第2の方法で得られた水溶性エラスチンは、次いで、例えば、透析処理することによって、低分子量のものを除去して、分子量約3,500以上の水溶性エラスチンとすることができる。特に好ましく用いられるのは、平均分子量が約10〜30万の高分子量水溶性エラスチンである。 As described above, the water-soluble elastin obtained by the first or second method is then subjected to, for example, dialysis treatment to remove low-molecular-weight elastin to obtain water-soluble elastin having a molecular weight of about 3,500 or more. be able to. Particularly preferably used is high molecular weight water-soluble elastin having an average molecular weight of about 100,000 to 300,000.

このようにして得られた水溶性エラスチンは、濃度0.1〜60mg/ml、好ましくは濃度0. 5〜30mg/mlの範囲で、広域緩衝溶液(pH1.0〜11.0)の溶媒でそれぞれ調整し、昇温速度0.1〜40℃/minで加熱することにより、コアセルベート液滴を形成することができる。そして、エラスチンの水溶液の濁度を4〜80℃の温度範囲で測定することによって、コアセルベート液滴の生成を確認することができる。 The water-soluble elastin thus obtained has a concentration of 0.1 to 60 mg / ml, preferably a concentration of 0.5 to 30 mg / ml, and a solvent of a broad buffer solution (pH 1.0 to 11.0). Coacervate droplets can be formed by adjusting each of them and heating at a temperature rising rate of 0.1 to 40 ° C./min. And the production | generation of a coacervate droplet can be confirmed by measuring the turbidity of the aqueous solution of elastin in the temperature range of 4-80 degreeC.

本発明においては、前記のようにして得られたコアセルベート液滴に、γ線や電子線などの放射線、すなわち電離放射線を照射することによって水に不溶性のマイクロ粒子が得られる。放射線は、例えばCo−60γ線照射装置によって容易に照射することができる。照射の条件は適宜選択すればよいが、照射温度は、通常、10〜80℃、好ましくは30〜70℃であり、照射量は、通常、5〜50kGy、好ましくは10〜30kGyである。照射時間は、所望の照射量になるように適宜調整すればよい。放射線照射により、コアセルベート液滴は架橋して水不溶性の粒子に転化する。 In the present invention, water-insoluble microparticles are obtained by irradiating coacervate droplets obtained as described above with radiation such as γ rays or electron beams, that is, ionizing radiation. Radiation can be easily irradiated by, for example, a Co-60 gamma irradiation apparatus. Irradiation conditions may be appropriately selected. The irradiation temperature is usually 10 to 80 ° C., preferably 30 to 70 ° C., and the irradiation amount is usually 5 to 50 kGy, preferably 10 to 30 kGy. What is necessary is just to adjust irradiation time suitably so that it may become a desired irradiation amount. Upon irradiation, the coacervate droplets crosslink and convert to water insoluble particles.

生成した水不溶性粒子は、反応系からろ過や遠心分離の操作により容易に分取することができる。この粒子は、マイクロオーダーサイズの粒子であり、具体的には、粒径が300nm超、10μm以下、好ましくは400nm超、10μm以下、より好ましくは約1〜3μmのものである。また、このマイクロ粒子は、長期にわたり安定に存在するものであり、例えば、4℃及び37℃で2か月間にわたり安定である。
このようにして得られる水不溶性のマイクロ粒子は、動物由来のエラスチンを用いた新規なマイクロ粒子であり、その粒径から肝臓や脾臓の治療用薬剤のための徐放性担体として用いられる。
The generated water-insoluble particles can be easily separated from the reaction system by filtration or centrifugation. These particles are micro-order sized particles, and specifically have a particle size of more than 300 nm, 10 μm or less, preferably more than 400 nm, 10 μm or less, more preferably about 1 to 3 μm. The microparticles exist stably over a long period of time, and are stable for 2 months at 4 ° C. and 37 ° C., for example.
The water-insoluble microparticles thus obtained are novel microparticles using animal-derived elastin, and are used as sustained-release carriers for therapeutic drugs for the liver and spleen because of their particle sizes.

以下に、実施例を挙げて本発明を詳述するが、本発明はこれらの実施例によって何らの制限を受けるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

実施例1
(カツオ由来の水溶性エラスチンの作製)
図1に示す手順に従って、カツオ動脈球からNaCl水に可溶及びNaOH水溶液に可溶の不要タンパク質を除去した後、可溶化処理を施してカツオ由来の水溶性エラスチンを作製した。図中の×6や×2は同じ処理の繰り返しの数を表している。
Example 1
(Production of bonito-derived water-soluble elastin)
In accordance with the procedure shown in FIG. 1, unnecessary proteins soluble in NaCl water and soluble in NaOH aqueous solution were removed from skipjack arterial spheres, and then solubilized to produce bonito-derived water-soluble elastin. In the figure, x6 and x2 represent the number of repetitions of the same process.

動物性生体組織としてカツオを用い、付着している脂肪や筋肉などエラスチン含量の低い部分を刃物で削ぎ落とした後、ホモジナイザーを用いてホモジナイズした。ホモジナイズしたカツオの生体組織を、4℃の希薄アルカリ溶液(0.01〜0.02N)で10日間浸漬し、さらに80〜90℃で1時間加熱処理して脱脂し、動脈球脱脂組織を得た。 Bonito was used as an animal living tissue, and the low-elastin content portions such as attached fat and muscle were scraped off with a blade and then homogenized using a homogenizer. The homogenized bonito body tissue is immersed in a diluted alkaline solution (0.01 to 0.02N) at 4 ° C. for 10 days, and further heat treated at 80 to 90 ° C. for 1 hour to degrease to obtain an arterial defatted tissue. It was.

この動脈球脱脂組織を容器に入れ、該動脈球脱脂組織の重量に対して10倍容量(重量1g当たり10ml)の1M塩化ナトリウム水溶液を加えて浸漬し、4℃で24時間攪拌した。この操作は、不要なタンパク質を除去するためのものであり、可溶化した成分を除去した後に、同じ操作を繰り返し行い、合計で6回の浸漬処理を行った。 This arterial sphere degreased tissue was placed in a container, and 10-fold volume (10 ml per 1 g weight) of 1M sodium chloride aqueous solution was added to the weight of the arterial sphere degreased tissue and immersed therein, followed by stirring at 4 ° C. for 24 hours. This operation is for removing unnecessary proteins. After removing the solubilized components, the same operation was repeated, and a total of 6 immersion treatments were performed.

浸漬処理を経た動脈球脱脂組織を10倍容量の0.05Mの水酸化ナトリウム水溶液に入れ、50℃で30分間攪拌し、コラーゲン除去処理を行った。次いで、動脈球脱脂組織とアルカリ性溶液とを分離した後、0.05Mの水酸化ナトリウム水溶液による50℃、15分間の処理を2回、0.01Mの水酸化ナトリウム水溶液による4℃、15分間の処理を3回繰り返して行い、不溶性エラスチンを得た。 The arterial degreased tissue that had undergone the immersion treatment was placed in a 10-fold volume of 0.05 M aqueous sodium hydroxide solution and stirred at 50 ° C. for 30 minutes to perform collagen removal treatment. Next, after separating the arterial defatted tissue and the alkaline solution, treatment with 0.05 M aqueous sodium hydroxide solution at 50 ° C. for 15 minutes was performed twice, and with 0.01 M aqueous sodium hydroxide solution at 4 ° C. for 15 minutes. The treatment was repeated 3 times to obtain insoluble elastin.

次に、不溶性エラスチンの重量に対して10倍容量の0.25Mのシュウ酸(可溶化液)を加え、100℃で30分間攪拌することで不溶性エラスチンを断片化して水に可溶化しその水溶性成分を分離した後、残渣に対して同じ操作を合計で4回行い、カツオ由来の水溶性エラスチンを得た。 Next, 0.25 M oxalic acid (solubilized solution) having a volume 10 times the weight of insoluble elastin is added and stirred at 100 ° C. for 30 minutes to fragment insoluble elastin and solubilize in water. After separating the sex component, the same operation was performed 4 times in total on the residue to obtain water-soluble elastin derived from skipjack.

単離したカツオ由来の水溶性エラスチンについて非還元条件下でSDS(ドデシル硫酸ナトリウム)−PAGE(ポリアクリルアミドゲルの電気泳動)を行い、分子量分布を測定した。ゲル濃度は15.0%、染色法はCBB、分子量マーカーにはタンパク質分子量マーカー「第一」・IIを用いた。分子量分布は3,500〜300,000の範囲に広く分布しており、とくに43,000以上の分子量を有する成分が多く、平均分子量は約20万程度であった。   The isolated bonito-derived water-soluble elastin was subjected to SDS (sodium dodecyl sulfate) -PAGE (electrophoresis of polyacrylamide gel) under non-reducing conditions, and the molecular weight distribution was measured. The gel concentration was 15.0%, the staining method was CBB, and the molecular weight marker was protein molecular weight marker “Daiichi” II. The molecular weight distribution was widely distributed in the range of 3,500 to 300,000, particularly many components having a molecular weight of 43,000 or more, and the average molecular weight was about 200,000.

単離したカツオ由来水溶性エラスチンのアミノ酸組成を調べるため、アミノ酸分析を行った。各粉末約1mgを、6N・HClの1mlに溶解し、加水分解用チューブに入れ、減圧下で窒素ガスにより置換後、チューブを封管した。その後、48時間、110℃で加水分解した。加水分解サンプルについて、アミノ酸分析を行い、アミノ酸組成を算出した。その結果を表1に示した。 In order to examine the amino acid composition of the isolated bonito-derived water-soluble elastin, amino acid analysis was performed. About 1 mg of each powder was dissolved in 1 ml of 6N · HCl, placed in a tube for hydrolysis, replaced with nitrogen gas under reduced pressure, and the tube was sealed. Then, it hydrolyzed at 110 degreeC for 48 hours. The hydrolyzed sample was subjected to amino acid analysis, and the amino acid composition was calculated. The results are shown in Table 1.

Figure 0005614885
Figure 0005614885

(水溶性エラスチンのマイクロ粒子の作製)
カツオ由来の水溶性エラスチンを10mlバイアル瓶にとり、水に溶解して2.0mg/mlの水溶液を調製した。この水溶液を加熱して45℃に調製し、Co−60γ線照射装置を用いて線量率8.8kGy/時間でγ線を照射し(照射量10kGy)、分子間架橋させることよりマイクロ粒子を作製した。得られたマイクロ粒子を遠心分離操作により分離して取得した。粒子の収量は1.1mgであり、収率は5. 5%であった。
(Production of water-soluble elastin microparticles)
Bonito-derived water-soluble elastin was taken in a 10 ml vial and dissolved in water to prepare a 2.0 mg / ml aqueous solution. This aqueous solution is heated to 45 ° C., and microparticles are produced by irradiating γ-rays at a dose rate of 8.8 kGy / hour using a Co-60 γ-ray irradiator (irradiation amount 10 kGy) and crosslinking between molecules. did. The obtained microparticles were separated and obtained by centrifugation. The yield of the particles was 1.1 mg, and the yield was 5.5%.

γ線照射後の粒子の粒径測定は、NICOMP(Imaging Technology Group, 380ZLS)を用いて、動的光散乱法(DLS)により行った。各サンプルを3mlセルに入れ、2分×3回測定した。粒径分布の測定結果を図2に示した。図2の横軸は粒径(単位はnm)であり、Kは1,000を表している。この結果から、生成した架橋粒子の91.5%が粒径1280nm±209.3nmの範囲に含まれることが確認された。 The particle size of the particles after γ-ray irradiation was measured by a dynamic light scattering method (DLS) using NICOMP (Imaging Technology Group, 380ZLS). Each sample was placed in a 3 ml cell and measured for 2 minutes × 3 times. The measurement result of the particle size distribution is shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 2 is the particle size (unit is nm), and K represents 1,000. From this result, it was confirmed that 91.5% of the generated crosslinked particles were included in the particle size range of 1280 nm ± 209.3 nm.

γ線照射により作製したカツオ由来粒子を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察した写真を図3に示した。この結果より、マイクロ粒子はほぼ真球状の粒子であることがわかった。マイクロ粒子の水分散液中での安定性を確認するため、ゼータ電位測定を行ったところ、−40.5mVで十分な負の電荷を持っており、非常に安定な粒子であることが確認された。 The photograph which observed the bonito origin particle | grains produced by the gamma ray irradiation with the transmission electron microscope (TEM) was shown in FIG. From this result, it was found that the microparticles are almost spherical particles. In order to confirm the stability of the microparticles in the aqueous dispersion, the zeta potential was measured, and it was confirmed that the particles had a sufficient negative charge at -40.5 mV and were very stable particles. It was.

このように、本発明の架橋マイクロ粒子はほぼ真球状の安定な粒子であり、DDS担体として使用する際に形状的に薬剤を担持し易く、且つ、薬剤を担持したDDS担体は、血液中を移動し易くなることが期待される。 As described above, the crosslinked microparticles of the present invention are substantially spherical and stable particles, and when used as a DDS carrier, the drug is easily loaded in shape, and the DDS carrier loaded with a drug is in the blood. It is expected to be easy to move.

本発明によると、動物由来の水溶性エラスチンの水溶液を加熱してコアセルベート液滴を作製し、これに放射線を照射するという簡単な操作でマイクロオーダーの安定な架橋粒子を作製することができる。このサイズの粒子は、肝臓や脾臓に捕捉されるという性質があるので、静脈注射をすれば肝臓や脾臓に蓄積すると考えられ、肝臓や脾臓の病気に対する治療薬、例えば、肝臓がんや脾臓がんなどの治療用薬剤の担体、とくに徐放性担体として有用である。また、この架橋粒子は、生体由来の高分子材料のため、酵素により分解を受け、生体内にそのまま残ることもない。更に、放射線照射により製造できるため無菌状態のマイクロ粒子を得ることができる。

According to the present invention, micro-order stable crosslinked particles can be prepared by a simple operation of heating an aqueous solution of water-soluble elastin derived from animals to produce coacervate droplets and irradiating them with radiation. Particles of this size have the property of being trapped in the liver and spleen, so if injected intravenously, they are thought to accumulate in the liver and spleen. It is useful as a carrier for therapeutic drugs such as cancer, particularly as a sustained release carrier. Moreover, since this crosslinked particle is a living body-derived polymer material, it is decomposed by an enzyme and does not remain in the living body. Furthermore, since it can be produced by irradiation, aseptic microparticles can be obtained.

Claims (4)

魚類由来の水溶性エラスチンのコアセルベート液滴に、放射線を照射して得られ、粒子径が1〜10μmである水不溶性のエラスチンマイクロ粒子。 The coacervate droplets of the water-soluble elastin from fish, obtained by irradiating the radiation, elastin microparticles having a particle diameter of Ru 1~10μm der water-insoluble. 魚類由来の水溶性エラスチンのコアセルベート液滴に放射線を照射することを特徴とする請求項1記載のマイクロ粒子の製造方法。 2. The method for producing microparticles according to claim 1, wherein the coacervate droplets of water-soluble elastin derived from fish are irradiated with radiation. 放射線の照射温度が10〜80℃であり、照射量が5〜50kGyである請求項記載のマイクロ粒子の製造方法。 The method for producing microparticles according to claim 2 , wherein the irradiation temperature of radiation is 10 to 80 ° C. and the irradiation amount is 5 to 50 kGy. 請求項1記載のマイクロ粒子を構成成分とする薬物徐放性担体。 A sustained-release drug carrier comprising the microparticle according to claim 1 as a constituent.
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