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JP2016540010A - リチウム非共投与における高カリウム血症治療用ケイ酸ジルコニウム - Google Patents

リチウム非共投与における高カリウム血症治療用ケイ酸ジルコニウム Download PDF

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カイザー,ドナルド・ジェフリー
ギレム,アルバロ・エフ.
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ズィーエス・ファーマ,インコーポレーテッド
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Abstract

本発明は、望ましくない副作用を引き起こさずに毒素、例えばカリウムイオンを胃腸管からより多く除去する新規の細孔性ケイ酸ジルコニウム組成物に関する。これらの好ましい処方は、患者の尿のpHの増加及び/又は患者の血流への粒子の侵入の可能性を回避するように設計されている。本発明はまた、対象者がリチウム系薬剤を投与されていない場合の、細孔性ケイ酸ジルコニウム組成物の病気の治療における使用に関する。また、カリウム交換能が高められたZS−9の高純度結晶を調製する方法が開示される。これらの組成物は、特に高カリウム血症の治療に有用である。【選択図】図1

Description

本願は、2013年12月10日に提出された米国特許仮出願第61/914377号の優先権を主張するものであり、その全内容を参照により本明細書に組み込む。
本発明は、新規な細孔性ケイ酸ジルコニウム(「ZS」)組成物を含む医薬組成物に関し、具体的には、所定用量で処方されて、望ましくない副作用を引き起こさずに選択した毒素、例えばカリウムイオンやアンモニウムイオンを胃腸管からより多く除去する細孔性ケイ酸ジルコニウム組成物に関する。これら好ましい処方は、患者の血流への粒子の侵入及び患者の尿のpHの増加の可能性を除去・回避するように設計されている。また、これらの処方は血中に放出されるナトリウムを低下させるように設計されている。これら組成物は、特に高カリウム血症及び腎臓病の治療的処理に有益である。この組成物は、具体的には、(これに限定されないが)リチウム等その他のアルカリ土類金属系薬を用いた併用治療を受けていない対象者を治療するのに処方される。また、純度及びカリウム交換能(「KEC」)が高められた細孔性ZS組成物が開示される。急性、亜急性、及び慢性高カリウム血症の治療法についても研究を行った。本明細書では、特に、上記の細孔性ZS組成物を用いて異なる形態の高カリウム血症を治療するための有益な投与計画が開示される。また、(これに限定されないが)リチウム等その他のアルカリ土類金属系薬を用いた治療を受けていない対象者に特に有効である治療処理及び投薬計画が開示される。
急性高カリウム血症は、血清中のカリウム濃度上昇により起こる重篤かつ致死的な症状である。カリウムは、人体の至るところにあるイオンで、多くの過程に関わっている。カリウムは最も豊富な細胞内陽イオンであり、細胞膜電位の維持、細胞体積の恒常性、及び活動電位の伝達を含む多くの生理学的過程で非常に重要である。カリウムは主に、野菜(トマト及びジャガイモ)、果実(オレンジ、バナナ)、及び肉を食物として摂取することにより供給される。腎臓はカリウム濃度の主な調整器管であり、血漿中カリウム濃度を正常に(3.5〜5.0mmol/L)に保っている。カリウムは(糸球体を介して)受動的に腎臓から排出され、近位尿細管及びヘンレ係蹄上行脚で能動的に再吸収される。カリウムは遠位尿細管及び集合管で能動的に排出される。再吸収と排出はどちらもアルドステロンによって制御される。
細胞外カリウム濃度が上昇すると、細胞膜電位の脱分極が生じる。この脱分極により、いくつかの電位依存性ナトリウムチャネルが開くが、活動電位を生成するのには十分ではない。短時間の後、これらの開いたナトリウムチャネルは不活性化されて無反応性になり、閾値を超えると活動電位が発生する。これにより、神経筋系、心臓系、及び胃腸器官系の機能障害が生じ、この機能障害が高カリウム血症と共に観察される症状を引き起こす。最大の関心は、心臓系に及ぼす影響である。心臓伝導の機能障害は心停止、心室性細動等の致命的な心臓不整脈につながる可能性がある。致命的な心臓不整脈の可能性があるため、高カリウム血症は、ただちに是正しなければならない急性代謝緊急事態を意味する。
高カリウム血症は、(経口摂取、組織破壊等)血清カリウムが過剰に生成されると発症する場合がある。高カリウム血症の最も一般的な原因であるカリウム排出が起こらなくなるのは、ホルモンによるもの(アルドステロン欠乏等)、薬理的なもの(アンジオテンシン変換酵素(angiotensinconverting enzyme、ACE)阻害薬又はアンジオテンシン受容体遮断薬(angiotensin receptor blocker、ARB)による治療)、又はより一般的には腎機能の低下や進行性心不全による場合である。高カリウム血症の最も一般的な原因は腎不全であり、腎不全の程度と血清カリウム(「S−K」)濃度の間には密接な関係がある。また、一般的に使用される各種薬剤の多くが高カリウム血症を引き起こす。そのような薬剤としては、ACE阻害薬、アンジオテンシン受容体遮断薬、カリウム保持性利尿剤(アミロリド等)、非ステロイド抗炎症薬(non-steroid anti-inflammatory drug、NSAID)(イブプロフェン、ナプロキセン、セレコキシブ等)、ヘパリン及び特定の細胞毒性薬、及び/又は抗生剤(シクロスポリン及びトリメトプリム等)等が挙げられる。最後に、ベータ受容体遮断薬ジゴキシン又はサクシニルコリンは高カリウム血症のその他の原因として知られている。また、進行した鬱血性心臓疾患、大きなけが、火傷、血管内溶血は、代謝性アシドーシス、最もしばしば糖尿病性ケトアシドーシスの一部として高カリウム血症を引き起こす。
高カリウム血症の症状は、幾分非特定的であり、一般には倦怠感、動悸、筋力低下、心臓不整脈の兆候(動悸、徐脈、目まい/失神等)がある。しかしながら、高カリウム血症は、内科的疾患のための所定のスクリーニング血液検査時や、心臓不整脈や突然死等、重症の合併症が発症した後に検出されることが多い。S−K測定によって明らかな診断がつく。
治療はS−K濃度に依存する。軽度の場合(S−Kが5〜6.5mmol/l)、カリウム結合樹脂(ケイキサレート(登録商標))による急性治療と食事療法(低カリウム食)と、場合によっては(高カリウム血症を発症させる薬剤で治療が行われている場合)薬剤治療の変更を組み合わせるのが標準的な処置である。S−Kが6.5mmol/lを超える、あるいは不整脈がある場合は、緊急にカリウム濃度を低下させ、病院内で緊密に監視することが義務づけられる。一般には以下の治療が用いられる。
・ケイキサレート(登録商標):腸内でカリウムを結合させて、便中排泄を増加させることによりS−K濃度を下げる樹脂。しかしながら、ケイキサレート(登録商標)は腸閉塞や場合によっては腸の破裂を引き起こすことが示されている。さらに、同時に治療によって下痢を誘発する必要がある。これらの因子はケイキサレート(登録商標)による治療の利点を減じるものである。
・インスリンIV(+低血糖症を防止するためのブドウ糖):カリウムを血液から細胞内に移動させる。
・カルシウム補給:カルシウムはS−Kを低下させないが、心筋興奮性を低下させて心筋を安定させ、心臓不整脈の危険性を低減する。
・重炭酸塩:重炭酸塩イオンは、KのNaへの交換を刺激して、アデノシン三リン酸ナトリウム−カリウム分解酵素を刺激する。
・透析(重篤な場合)。
人体からのカリウム排出を実際に増加させる唯一の商業的な薬理療法はケイキサレート(登録商標)であるが、下痢を誘発する必要があり、ケイキサレート(登録商標)を長期的に投与することができない。また、急性期でも下痢を誘発する必要を伴うので、効果は限定的で、また嫌な臭いや味もありその有益さが減ぜられる。
ZS細孔性イオン交換体又はケイ酸チタン細孔性イオン交換体を用いて毒性陽イオン及び毒性陰イオンを血液又は透析液から除去することが、米国特許第6,579,460号、6,099,737号、及び6,332,985号に記載されており、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。細孔性イオン交換体の別の例が米国特許第6,814,871号、5,891,417号、及び5,888,472号に見られ、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明者らは、周知のZS組成物を高カリウム血症の治療においてカリウムを除去するために生体内で用いると望ましくない効果を示す場合があることを見出した。具体的には、ZS分子篩組成物の投与は、混合白血球炎症反応と極少の急性膀胱炎の発生と関連しており、動物実験では腎盂及び尿中に未同定結晶が観察される。また尿pHが増加する。さらに、周知のZS組成物は、結晶性不純物や望ましくないほど低い陽イオン交換能といった問題を有している。
本発明者らは、既存の高カリウム血症治療に関連した問題に対処するための新規なZS分子篩、及びこれら新規な組成物を用いて高カリウム血症を治療するための新規な方法を開示した。米国特許第8,802,152号を参照のこと。また、本発明者らは、ZS結晶を選別する必要がない、及び/又はその必要を低減する方法で調製することができる、改良された粒径分布を有するZS吸収体を製造するための新規なプロセスを開示した。米国特許仮出願第61/658,117号を参照のこと。最後に、本発明者らは、高カリウム血症を患っている低カルシウム血症の患者の治療に特に有益である、2価の陽イオン(例えば、カルシウム及び/又はマグネシウム)を取り込んだ新規なZS形態を開示した。米国特許仮出願第61/670,415号を参照のこと。米国特許仮出願第61/670,415号に開示されたZSのカルシウム取り込み形態は、カルシウムに加えて、あるいはカルシウムに代えてマグネシウムを含んでいてもよい。これらの開示はそれぞれ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明者らは、新規な剤形を用いることにより高カリウム血症の治療におけるZSの送達を改善することができることを見出した。具体的には、本発明者らは、カリウム濃度の上昇に苦しむ対象者に投与する場合、ZSの特定の用量が、高カリウム血症患者の血清カリウム濃度を正常濃度まで有意に下げることができることを見出した。本発明者らはまた、これら特定の用量がより長時間、患者のカリウム濃度を低く保つことができることを見出した。
ZSを含む陽イオン交換組成物又は生成物を特定の医薬品投与量で処方して投与すると、カリウム濃度の上昇が見られる患者の血清カリウム濃度を著しく下げることができる。一態様では、上記カリウム濃度の上昇が見られる患者は慢性又は急性腎臓病の患者である。他の態様では、上記カリウム濃度の上昇が見られる患者は急性又は慢性高カリウム血症である。
一態様では、組成物の用量は、ZSが約1〜20グラム、好ましくは8〜15グラムの範囲、より好ましくは10グラムであってもよい。他の態様では、上記組成物は、総用量が約1〜60グラム、好ましくは24〜45グラムの範囲、より好ましくは30グラムで投与される。
他の態様では、上記組成物は、ZrO八面体単位と、少なくとも1種のSiO四面体単位と、GeO四面体単位とからなる細孔性構造を有する分子篩を含む。これらの分子篩は以下の実験式で表される。
Zr1−xSiGe
式中、Aはカリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン又はそれらの混合物から選択される交換可能な陽イオンであり、Mはハフニウム(4)、スズ(4)、ニオブ(5)、チタン(4)、セリウム(4)、ゲルマニウム(4)、プラセオジム(4)、及びテルビウム(4)からなる群から選択される少なくとも1種の骨格金属であり、「p」は約0から約20の値を有し、「x」は0から1未満の値を有し、「n」は約0から約12の値を有し、「y」は0から約12の値を有し、「m」は約3から約36の値を有し、1≦n+y≦12である。上記ゲルマニウムは、ケイ素、ジルコニウム、又はこれらの組み合わせで置換することができる。上記組成物は本質的には(pHが中性又は塩基性の)体液には不溶性であるため、胃腸系の毒素を除去するために経口摂取することができる。
別の態様では、上記分子篩は、陽イオン交換能、特にカリウム交換能が高められている。米国特許第8,802,152号に記載されているように、陽イオン交換能は、特別な方法と、反応全体を通じて結晶をより完全に浮遊させておく反応器の構成によって高められる。本発明の一態様では、この改良されたZS−9結晶組成物(すなわち、主な結晶形がZS−9である組成物)は、2.5ミリ当量/g超、より好ましくは2.7〜3.7ミリ当量/g、より好ましくは3.05〜3.35ミリ当量/gのカリウム交換能を有していた。カリウム交換能が3.1ミリ当量/gであるZS−9結晶は、商業規模で製造して、望ましい臨床成績を達成した。カリウム交換能が3.2ミリ当量/gであるZS−9結晶もまた、望ましい臨床成績を達成して、改良された剤形を提供することが予測される。3.1ミリ当量/g及び3.2ミリ当量/gの目標値は、許容誤差±15%、より好ましくは±10%、最も好ましくは±5%で達成されてもよい。ZS−9形態はより高いイオン交換能を有することが望ましいが、商業規模で製造することはより困難になる。このようなより高いイオン交換能を有するZS−9形態は、3.5ミリ当量/g超、より好ましくは4.0ミリ当量/g超、より好ましくは4.3〜4.8ミリ当量/g、更に好ましくは4.4〜4.7ミリ当量/g、最も好ましくは約4.5ミリ当量/gという高められたイオン交換能を有する。3.7〜3.9ミリ当量/gの範囲のカリウム交換能を有するZS−9結晶は、以下の実施例14に従って製造された。
一態様では、上記組成物は3ミクロン超の中央粒径を有し、この組成物中、直径が3ミクロン未満である粒子は7%未満である。この組成物中、直径が3ミクロン未満である粒子は好ましくは5%未満、より好ましくは4%未満、より好ましくは3%未満、より好ましくは2%未満、より好ましくは1%未満、より好ましくは0.5%未満である。この組成物は、直径が3ミクロン未満である粒子をまったく有しないか、あったとしても極く微量であることが最も好ましい。
中央粒径及び平均粒径は3ミクロン超であることが好ましく、約1,000ミクロンまでの粒子を特定の用途に用いることができる。中央粒径は5〜1000ミクロン、より好ましくは10〜600ミクロン、より好ましくは15〜200ミクロン、最も好ましくは20〜100ミクロンの範囲であることが好ましい。
一態様では、上記中央粒径を有し、直径が3ミクロン未満の粒子の組成物中の分率が上記範囲である組成物はまた、ナトリウムを12重量%未満含有する。このナトリウム含有量は、9重量%未満、より好ましくは6重量%未満、より好ましくは3重量%未満、より好ましくは0.05〜3重量%の範囲、最も好ましくは0.01重量%以下である、あるいはできる限り少ないことが好ましい。
一態様では、本発明は、カプセル、錠剤、又は粉末形態で上記組成物を含む個々の薬剤用量に関する。本発明の他の態様では、上記医薬品は、血清カリウム濃度を低く維持するのに十分な個々の単位用量でキットとして包装される。上記用量は、1日あたり約1〜60グラムの範囲であってもよく、あるいはこの範囲の任意の整数又は整数区間であってもよい。このような用量としては、ZSが1.25〜20グラム、好ましくは2.5〜15グラム、より好ましくは5〜10グラムである個々のカプセル、錠剤、又は分包粉末剤であることができる。他の態様では、このZSは1回の単位投与量が約1.25〜45グラムのカプセル、錠剤、又は分包粉末剤であってもよい。他の態様では、上記医薬品は1日1回、1日3回、2日に1回、週に1回摂取されてもよい。
本発明の組成物は、腎臓病(例えば、慢性又は急性)又は高カリウム血症(例えば、慢性又は急性)等の腎臓病の症状の治療に用いてもよく、必要とする患者に上記組成物が投与される。投与量はZSが約1.25〜20グラムの範囲、好ましくは2.5〜15グラムの範囲、より好ましくは10グラムであってもよい。他の態様では、組成物の総投与量は、約1〜60グラム(14〜900mg/Kg/日)の範囲、好ましくは24〜36グラム(350〜520mg/Kg/日)の範囲、より好ましくは30グラム(400mg/Kg/日)であってもよい。
図1は、細孔性ZS、Na2.19ZrSi3.019.11.・2.71HO(MW:420.71)の構造を示す多面体図である。 図2は、実施例8によるZS−9のロット5332−04310−Aの粒子径分布を示す。 図3は、実施例8によるZS−9のロット5332−15410−Aの粒子径分布を示す。 図4は、実施例8によるZS−9の臨床前ロットの粒子径分布を示す。 図5は、実施例9による未選別のロット5332−04310Aの粒径分布を示す。 図6は、実施例9によるロット5332−04310A、635メッシュの粒子径分布を示す。 図7は、実施例9によるロット5332−04310A、450メッシュの粒子径分布を示す。 図8は、実施例9によるロット5332−04310A、325メッシュの粒子径分布を示す。 図9は、実施例9によるロット5332−04310A、230メッシュの粒子径分布を示す。 図10は、実施例12により調製されたZS−9のXRDプロットである。 図11は、実施例12により調製されたZS−9のFTIRプロットである。 図12は、実施例14により調製されたZS−9のXRDプロットである。 図13は、実施例14により調製されたZS−9のFTIRプロットである。 図14は、ブランク液のクロマトグラムの例である。 図15は、試験標準液のクロマトグラムの例である。 図16は、典型的な試料のクロマトグラムである。 図17は、標準撹拌器を備えた反応槽である。 図18は、高い交換能を有するZS−9を生成するためのバッフル付き反応槽である。 図19は、高い交換能を有するZS−9を生成するための200−L反応槽用に設計されたバッフルの詳細を示す。 図20は、摂取後48時間にわたる治療期間でのZS−9とプラセボとの比較を示す。 図21は、血清Kの減少時間を比較したグラフである。 図22は、治療後の血清Kの増加を比較したグラフである。 図23は、尿中へのカリウムの排出量を示す。 図24は、一日の尿中ナトリウム排出量を示す。 図25は、実施例20のバッチ5602−26812により調製したH−ZS−9のXRDプロットである。 図26は、実施例20のバッチ5602−28312により調製したH−ZS−9のXRDプロットである。 図27は、実施例20のバッチ5602−29112により調製したH−ZS−9のXRDプロットである。 図28は、実施例20のバッチ5602−29812により調製したH−ZS−9のXRDプロットである。 図29は、実施例20により生成したZS結晶のXRDデータである。 図30は、ZS−8不純物を示すXRDデータである。 図31は、ZS−9投与時の血清カリウムの低下を示す図である。 図32は、急性期の統計的な有意性を示す図である。 図33は、亜急性期の統計的な有意性を示す図である。 図34は、炭酸リチウムの存在下でのZS−9のKECを示す図である。
本発明者らは、例えば高カリウム血症の治療に分子篩吸収体を用いた場合の悪影響という問題に対処する新規なZS分子篩吸収体を見出した。ZSは、ZrO八面体単位及びSiO四面体単位からなる細孔性骨格構造を有する。図1は、細孔性ZS、Na2.19ZrSi3.019.11.・2.71HO(MW:420.71)の構造を示す多面体図である。濃い影で示した多角形は八面体酸化ジルコニウム単位を示し、薄い影で示した多角形は四面体二酸化ケイ素単位を示す。陽イオンは図1では示されていない。
本発明の細孔性交換体は、高い交換能と、カリウム又はアンモニウムに対する強い親和性、すなわち選択性とを有する。ZS−1からZS−11の11種のZSが利用可能であり、イオンとの親和性がそれぞれ異なるものが開発されている。例えば、米国特許第5,891,417号を参照のこと。UZSi−9(あるいはZS−9として公知)は、カリウム及びアンモニウムを吸収するためのZS吸収剤として特に有効である。これらのZSは以下の実験式を有する:
Zr1−xSiGe (I)
式中、Aはカリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン、又はそれらの混合物から選択される交換可能な陽イオンであり、Mはハフニウム(4)、スズ(4)、ニオブ(5)、チタン(4)、セリウム(4)、ゲルマニウム(4)、プラセオジム(4)、及びテルビウム(4)からなる群から選択される少なくとも1種の骨格金属であり、「p」は約0から約20の値を有し、「x」は0から1未満の値を有し、「n」は約0から約12の値を有し、「y」は0から約12の値を有し、「m」は約3から約36の値を有し、1≦n+y≦12である。上記ゲルマニウムは、ケイ素、ジルコニウム、又はこれらの組み合わせで置換することができる。x及びyはゼロであるか、どちらもゼロに近いことが好ましい。というのは、ゲルマニウムや他の金属がわずかに存在することが多いからである。これら組成物は本質的に(pHが中性又は塩基性の)体液に不溶性であるため、胃腸系の毒素を取り除くために経口摂取することができる。本発明者らは、ZS−8は他の形態のZS(すなわちZS−1からZS−7とZSi−9からZS−11)に比べて高い溶解性を有することに気づいた。ZS−8を含むZSの可溶性形態の存在は望ましくない。なぜなら、ZSの可溶性形態は尿中のジルコニウム及び/又はケイ酸塩濃度の上昇に関与する場合があるからである。ZSの非晶質形もまた、実質的に可溶性である場合がある。従って、実用的な程度まで非晶性物質の割合を低下させることが望ましい。
金属酸ジルコニウムは、ジルコニウム、ケイ素及び/又はゲルマニウムの反応源、必要に応じて1種以上のM金属、少なくとも1種のアルカリ金属と水を混合して調製した反応混合物を水熱結晶化することにより調製される。上記アルカリ金属は鋳型剤として作用する。加水分解して酸化ジルコニウム又は水酸化ジルコニウムにすることができるものであれば、いずれのジルコニウム化合物をも用いることができる。これら化合物の具体例としては、ジルコニウムアルコキシド、例えばジルコニウムn−プロポキシド、水酸化ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、リン酸ジルコニウム、オキシ硝酸ジルコニウム等が挙げられる。シリカ源としては、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、ケイ酸ナトリウム等が挙げられる。ゲルマニウム源としては、酸化ゲルマニウム、ゲルマニウムアルコキシド、四塩化ゲルマニウム等が挙げられる。アルカリ源としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化カリウム、ハロゲン化ルビジウム、ハロゲン化セシウム、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)ナトリウム、EDTAカリウム、EDTAルビジウム、EDTAセシウム等が挙げられる。具体的には、M金属源としては、M金属の酸化物、アルコキシド、ハロゲン化塩、酢酸塩、硝酸塩、硫酸塩等が挙げられる。M金属源の具体例としては、チタンアルコキシド、四塩化チタン、三塩化チタン、二酸化チタン、四塩化スズ、スズイソプロポキシド、ニオブイソプロポキシド、含水酸化ニオブ、ハフニウムイソプロポキシド、塩化ハフニウム、オキシ塩化ハフニウム、塩化セリウム、酸化セリウム、硫酸セリウム等が挙げられるが、これらに限定されない。
一般に、本発明の金属酸ジルコニウム又は金属酸チタンのイオン交換組成物を調製するのに用いる水熱工程は、次式で表される酸化物のモル比で反応混合物を形成することを含む:
aAO:bMOq/2:1−bZrO:cSiO:dGeO:eH
式中、「a」は約0.25から約40の値を有し、「b」は約0から約1の値を有し、「q」は原子価Mであり、「c」は約0.5から約30の値を有し、「d」は約0から約30の値を有し、「e」は10から約3000の値を有する。反応混合物は、ジルコニウム、ケイ素、必要に応じてゲルマニウム、アルカリ金属、及び任意のM金属の所望の材料源を任意の順序で混合して調製し、所望の混合物を得る。また、この混合物は塩基性pH、好ましくはpHが少なくとも8であることが必要である。この混合物を塩基性に調整するには、この混合物の他の構成要素のうちのアルカリ水酸化物及び/又は塩基性化合物を過剰に添加する。反応混合物を形成した後、密閉反応槽の自己圧力で約100℃〜約250℃の温度で約1日から約30日の間、反応させる。所定の時間後、混合物を濾過して、固体生成物を分離する。これを脱イオン水、酸、又は希釈した酸で洗浄し、乾燥させる。真空乾燥、トレイ乾燥、流動床乾燥を含む様々な乾燥技術を用いることができる。例えば、濾過した材料を真空下、空気中でオーブン乾燥してもよい。
参照を容易にするため、ZS分子篩及びゲルマニウム酸ジルコニウム分子篩の異なる構造に任意の呼称を与えている。例えばZS−1の「1」は、骨格構造型「1」を表す。すなわち、異なる実験式を持つ1種以上のZS分子篩及び/又はゲルマニウム酸ジルコニウム分子篩が、同じ構造型を有することができる。
以下の例で示すX線パターンは標準的なX線粉末回折技術で得たものであり、米国特許第5,891,417号で報告された。放射線源は、45Kv、35maで動作させた高強度X線管球であった。CuKα線からの回折パターンは、適切なコンピュータに基づく技術によって得られた。平らに圧縮した粉末試料を毎分2°(2θ)で連続走査した。オングストローム単位での面間隔(d)を、2θとして表わされる回折ピークの位置から得た。θは、デジタルデータから得られるブラッグ角である。強度は、バックグラウンドを減じた後の回折ピークの積分面積から求めた。「I」は最も強い線すなわちピークの強度であり、「I」はそれぞれ、他のピークの強度である。
当業者には自明であるが、パラメータ2θの決定には人的及び機械的誤差が含まれており、報告された2θの各値が併せて約±0.4の不確かさを持っていることがある。もちろん、この不確かさもまた、θの値から算出されたd間隔の報告値に表れている。この不正確さは、当該技術全般に一般的なものであり、他の組成物及び従来技術の組成物から本発明の結晶性材料を区別することができないほど大きなものではない。報告されたX線パターンのいくつかでは、d間隔の相対強度はvs、s、m、wの表記で表されているが、それぞれ、非常に強い、強い、中程度、弱い、を表している。100×1/Iでは、上記の表記は、w=0−15、m=15−60、s=60−80、vs=80−100として定義される。
特定のいくつかの例では、合成生成物の純度をそのX線粉末回折パターンを参照して評価してもよい。例えば、試料が純粋であるという場合、その試料のX線パターンに結晶性不純物に帰属する線がないということを意図するだけで、非晶性物質が存在しないということを意図するものではない。
本発明の結晶性組成物は、そのX線粉末回折パターンによって特徴づけられていてもよく、以下の表に示すd間隔と強度を含むX線パターンの1つを有していてもよい。米国特許第5,891,417号で報告されたZS−1、ZS−2、ZS−6、ZS−7、ZS−8、ZS−11のX線パターンは以下の通りである。
本発明の実施例14による高純度、高KECのZS−9のX線粉末回折パターン(図12に示すXRD)は、以下のような特徴的なd間隔範囲及び強度を有していた。
ZSは、水酸化ナトリウムと水の存在下でケイ酸ナトリウムと酢酸ジルコニウムを反応させて形成される。この反応は、典型的には1〜5ガロン単位の小型反応槽で行われた。これら小型反応槽を用いて、ZS−9を含むZSの様々な結晶性形態を製造した。本発明者らは、これらの小型反応器で製造したZS−9は、陽イオン交換能(「CEC」)が不十分又は望ましくない程低いということを認識した。
本発明者らは、結晶化容器内で攪拌器に対してバッフル状構造物を適切な位置で用いると、(XRD及びFTIRスペクトルに示すような)結晶純度と予想外に高いカリウム交換能を有するZS−9結晶生成物が得られることを発見した。小型反応器(5ガロン)では、冷却コイルを反応器に配置してバッフル状構造物を設けた。これら冷却コイルは熱交換には用いなかった。数種の冷却コイルが利用可能であり、それぞれのコイルの設計は本発明で示す結果に何らかの効果を及ぼす可能性があるが、本発明者らは、反応槽の内壁に沿ってくねる蛇行型コイルを用いた。
本発明者らは、ZS−9を製造するのに用いたこの結晶化反応に、特に、攪拌器に対して適切な位置に配置されたバッフルが役立っていることを見出した。本発明者らは、まずZS−9を製造したが、望ましくない不純物としてZS−11が多量に含まれていた。図10及び図11を参照のこと。この不完全な反応は、反応槽の底部付近に残った多量の固体によるものと思われる。反応槽の底部付近の固体は、従来の撹拌を行っても残っている。バッフルと攪拌器を適切な位置に配置すると、反応槽内の結晶を浮遊させる力を反応器内に生み出し、その力により高純度のZS−9形態を生成するのに必要な熱伝達と撹拌が可能となり反応条件が向上した。一態様では、攪拌器と併用されるバッフルは、用いる反応器の寸法にかかわらず、その全容積中に十分な浮遊力をもたらすように構成されていてもよい。例えば、反応器寸法が大きくなり(例えば、200リットルの反応器)その反応容積が増加すると、この新たな反応器容積に合わせてバッフルの寸法も変更する。図12及び図13は、高純度ZS−9結晶のXRD及びFTIRスペクトルを示している。以下の表3に示すように、これら結晶は純度の低いZS−9組成物に比べて非常に高いカリウム交換能(「KEC」)を示す。本発明の一態様では、このZS−9結晶は2.7〜3.7ミリ当量/g、より好ましくは3.05〜3.35ミリ当量/gのカリウム交換能を有していた。カリウム交換能が3.1ミリ当量/gであるZS−9結晶を商業規模で製造し、望ましい臨床成績を得た。カリウム交換能が3.2ミリ当量/gであるZS−9結晶もまた望ましい臨床成績を得て、改良された剤形を提供することが期待される。3.1ミリ当量/g及び3.2ミリ当量/gの目標値は、許容誤差が±15%、より好ましくは±10%、最も好ましくは±5%で達成されてもよい。より高いカリウム交換能を有するZS−9の形態が望ましいが、商業規模での製造がより困難である。そのようなより高いカリウム交換能を有するZS−9の形態は、カリウム交換能が3.5ミリ当量/g超、好ましくは4.0ミリ当量/g超、より好ましくは4.3〜4.8ミリ当量/g、さらにより好ましくは4.4〜4.7ミリ当量/g、最も好ましくは約4.5ミリ当量/gに高められている。3.7〜3.9ミリ当量/gの範囲のカリウム交換能を有するZS−9結晶を、以下の実施例14により製造した。
標準撹拌器とバッフルを併用した反応器を用いると、これ以外にも予想外の利益が得られた。すなわち、高結晶純度、高カリウム交換能を有するZS−9結晶を、種結晶をも使用せずに製造することができたことである。従来、高結晶純度の単結晶形を有する均一な結晶を作る試みでは、種結晶が用いられてきた。従って、種結晶の使用をなくすことができたのは、従来の工程に対する予想外の改良点であった。
上述のとおり、本発明の細孔性組成物は、八面体ZrO単位と、四面体SiO単位及び四面体GeO単位の少なくとも一方と、任意の八面体MO単位からなる骨格構造を有する。この骨格により、均一な孔径の結晶内孔系を有する細孔性構造が得られる。すなわち、孔径が結晶学的に均一である。孔の直径は、約3オングストローム以上とかなり幅があってもよい。
合成された状態の本発明の細孔性組成物は、孔にアルカリ金属鋳型剤の一部を含んでいる。これらの金属は、交換可能な陽イオンとして記載されているが、これらの金属が他の(第二の)A’陽イオンと交換することができることを意味する。一般に、これら交換可能なA陽イオンは、他のアルカリ金属陽イオン(K、Na、Rb、Cs)、アルカリ土類金属陽イオン(Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+)、ヒドロニウムイオン、又はそれらの混合物から選択されるA’陽イオンと交換することができる。A’陽イオンは、A陽イオンと異なっていると理解する。ある陽イオンの他の陽イオンへの交換に用いる方法は当該分野で周知であり、交換条件で細孔性組成物を、所望の陽イオン(通常は過剰モルで)を含む溶液と接触させることを含む。典型的な交換条件としては、温度が約25℃から約100℃であり、時間が約20分から約2時間である。ナトリウムイオンをヒドロニウムイオンと交換するイオン交換に水を用いると、8時間から10時間とより時間がかかる場合がある。最終生成物に存在する特定の陽イオン(又はその混合物)は、特定の使用と使用される特定の組成物に依存する。ある特定の組成物は、A’陽イオンがNaイオン、Ca+2イオン、Hイオンの混合物であるイオン交換体である。
ZS−9をこれらの工程に従って形成すると、Na−ZS−9の形態で回収することができる。Na−ZS−9のナトリウム含有量は、pHを9超にして製造工程を行うと、約12重量%から13重量%である。Na−ZS−9は、室温で0.2M超の濃度の塩酸(HCl)中では不安定であり、一晩塩酸にさらすと構造が崩壊する。ZS−9は室温で0.2MのHCl中ではわずかに安定であるが、37℃ではこの材料は急速に結晶性を失う。室温ではNa−ZS−9は、0.1MのHCl溶液及び/又はpHが約6から7の溶液中で安定である。これらの条件では、一晩の処理でNa濃度は13%から2%まで減少する。
水洗工程とイオン交換工程の併用、すなわち、希釈した強酸(例えば、0.1MのHCl)によるイオン交換又は水による洗浄によりNa−ZS−9をH−ZS−9に転換してもよい。水で洗浄すると、pHが低下し、ZSの相当部分をプロトン化する。これにより、ZS中のNaの重量分率が低下する。ZSが分解する程度までpHが低下するのをZSのプロトン化によって有効に防ぐことができる限り、高濃度の強酸中で初期のイオン交換を行うことが望ましい場合がある。水又は希釈した酸の中で洗浄して追加のイオン交換を行い、さらにZS中のナトリウム濃度を低下させてもよい。本発明に従って生成されたZSは、ナトリウム含有量が12重量%未満である。好ましくは、ナトリウム含有量は9重量%未満、より好ましくは6重量%未満、より好ましくは3重量%未満、より好ましくは0.05〜3重量%の範囲、最も好ましくは0.01重量%以下、又はできるだけ少ないことである。プロトン化された(すなわち、低ナトリウムの)ZSをこれらの技術に従って調製すると、非プロトン化結晶に比べてカリウム交換能が低下する。このように調製されたZSは、2.8超のカリウム交換能を有する。好ましい一側面では、カリウム交換能は2.8〜3.5ミリ当量/gの範囲内であり、より好ましくは3.05〜3.35ミリ当量/gの範囲内であり、最も好ましくは約3.2ミリ当量/gである。約3.2ミリ当量/gの目標カリウム交換能は、異なるバッチのZS結晶間で予測される、カリウム交換能の測定値の小さな変動を含む。
最適な結晶化条件で製造したZS結晶をプロトン化すると、陽イオン交換能の損失につながる場合があることが分かった。本発明者らはZS−9の製造工程の規模を拡大する過程で、結晶化条件が最適ではない場合、製造されたZS結晶をプロトン化すると非プロトン化形態に比べて陽イオン交換能が高まることを発見した。そのような準最適結晶化条件は、より大型の反応槽で徹底的な撹拌を維持するという課題から得たものである。例えば、反応槽の寸法を50ガロンから125ガロンに増大させると、結晶性不純物を含むZS−9結晶が製造された。しかしながら、この新しい方法を用いてプロトン化したH−ZS−9結晶のKEC値を評価したところ、予想よりも高く、3.1ミリ当量/g超、より好ましくは3.2〜3.5ミリ当量/gの範囲であった。
ナトリウム形のイオン交換体、例えば、Na−ZS−9は、高カリウム血症の治療で患者の胃腸管から過剰なカリウムイオンを除去するのに有効である。このナトリウム形を患者に投与すると、ヒドロニウムイオンが交換体のナトリウムイオンと置き換わり、患者の胃や胃腸管でpHの望ましくない上昇が起こる。体外試験によると、ナトリウムイオン交換体を安定化させるのに酸中で約20分かかる。
ヒドロニウム形は典型的には、生体内でカリウムイオンを除去するのにナトリウム形と同等の効力があるが、患者の体内のpH変化に関係するナトリウム形の欠点のいくつかを回避する。例えば、水素化形には、投与時に体内にナトリウムが過剰に放出されることを回避するという利点がある。これにより、特に急性疾患の治療に用いる場合、過剰濃度のナトリウムに起因する浮腫を緩和することができる。さらに、慢性疾患の治療にヒドロニウム形が投与された患者、特に鬱血性心不全の危険がある患者には、ナトリウム濃度が低いという効果をもたらす。さらに、ヒドロニウム形は、患者の尿中pHが望ましくない程上昇することを回避する効果を有すると思われる。
本発明者らは、カルシウムが添加されていないZS組成物が、過剰カルシウムを患者から除去する作用があることを見出した。この作用により、これら組成物は、高カルシウム血症患者の高カリウム血症の治療や、高カルシウム血症の治療に有用である。米国仮出願第61/670,415号(その全内容が参照により組み込まれる)に記載の組成物のカルシウム含有量は、典型的には非常に低く、すなわち1ppm未満である。本発明者らは、これら組成物による高カリウム血症の治療はまた、患者の体内から相当量のカルシウムを除去することにも関連することを見出した。従って、これら組成物は、高カルシウム血症患者や、高カリウム血症を患っている高カルシウム血症患者の治療に特に有用である。
本発明の組成物は、上記ZS組成物にカルシウムイオンを予備取り込みして調製してもよい。上記組成物にカルシウムを予備取り込みすると、患者に投与した際にカルシウムを吸収しない組成物が得られる。別の方法としては、このZS組成物はマグネシウムを予備取り込みしてもよい。
ZSへのカルシウム(及び/又はマグネシウム)の予備取り込みは、このZSをカルシウムイオン又はマグネシウムイオンの希釈液(好ましくはカルシウム又はマグネシウム濃度が約10〜100ppmの範囲である)と接触させることにより行われる。この予備取り込み工程は、上述したヒドロニウムイオンとナトリウムイオンを交換する工程と同時に行うことができる。あるいは、この予備取り込み工程は、カルシウム又はマグネシウムを含む溶液と、製造の任意の段階にあるZS結晶とを接触させることによって行ってもよい。好ましくは、このZS組成物は、カルシウム又はマグネシウムを1〜100ppmの範囲、好ましくは1〜30ppmの範囲、より好ましくは5〜25ppmの範囲の濃度で含む。
ZSに予備取り込みしてもカリウム吸収能が低下することはなく、従って高カリウム血症の治療でこれら組成物の使用価値を損なうものではない。カルシウムイオン及び/又はマグネシウムイオンは、その大きさのため、ZSの孔を完全に貫通しないと思われる。むしろ、取り込まれたカルシウム又はマグネシウムは、ZSの表面にのみ留まっている。このカルシウム又はマグネシウムの添加により得られた組成物は、患者の体内からカルシウム又はマグネシウムを吸収しないので、高カリウム血症の臨床治療に用いるのに好適である。
他の態様では、プロトン化ZSを酸化ジルコニウム(OH−ZO)等のヒドロキシル取り込み陰イオン交換体と組み合わせてもよい。これにより、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、水素、及びリン酸塩の除去が促進される。理論に束縛されるわけではないが、プロトン化ZSから放出される水素と、OH−ZOから放出される水酸化物イオンが結合して水を形成し、「対イオン」の濃度を低減し、他のイオンの結合を減少させる。陽イオン交換体および陰イオン交換体の結合能は、これらを一緒に投与することにより高められる。この形態のZSは、様々な種類の病気の治療に有用である。一態様では、この組成物は、胃腸管から、また腎不全の患者からナトリウム、カリウム、アンモニウム、水素、及びリン酸塩を除去するのに用いられる。
ZS−9結晶は広い粒径分布を有する。直径3ミクロン未満の小さな粒子は患者の血液に吸収される可能性があり、患者の尿路、特に患者の腎臓に粒子が蓄積するなど、望ましくない影響を及ぼすことがあると理論づけられている。市販のZSは、1ミクロン未満の粒子の一部を濾別するような方法で製造されている。しかしながら、小さな粒子が濾過固形物中に残留しており、直径3ミクロン未満の粒子を除去するにはさらなる選別技術の使用が必要であることが分かった。
本発明者らは、選別により直径3ミクロン未満の粒子を除去でき、そのような粒子の除去は本発明のZS組成物を含む治療用生成物にとって利点があることを見出した。手動選別、エアジェット選別、篩い分け、濾過、浮遊、又はその他の公知の粒子分級方法を含む、粒子選別のための多くの技術を用いて本発明の目的を達成することができる。選別技術を経たZS組成物は、ZSの治療での使用に関連して起こり得る合併症を回避する所望の粒径分布を有する。一般に、過度に小さい粒子が除去されている限り、粒径分布は重要ではない。本発明のZS組成物の中央粒径は3ミクロン超であり、直径が3ミクロン未満の粒子はこの組成物中の粒子の7%未満である。好ましくは、直径が3ミクロン未満の粒子がこの組成物中の粒子の5%未満、より好ましくは4%未満、より好ましくは3%未満、より好ましくは2%未満、より好ましくは1%未満、より好ましくは0.5%未満である。この組成物が、直径が3ミクロン未満である粒子をまったく有しない、あったとしても極微量であることが最も好ましい。中央粒径は好ましくは3ミクロン超であり、1,000ミクロン単位の寸法の粒子を所定の用途に用いることが可能である。好ましくは、中央粒径は5〜1000ミクロン、より好ましくは10〜600ミクロン、より好ましくは15〜200ミクロン、最も好ましくは20〜100ミクロンの範囲である。
上述のイオン交換工程の前、最中、又は後に粒子選別を行うことができる。これによりZS材料のナトリウム含有量は12%未満に低減される。選別と併せていくつかの工程を経てナトリウム含有量を3%未満に低減させることができる。あるいは選別工程の前又は後にナトリウム含有量を3%未満に低減させることができる。ナトリウム含有量が3%未満の粒子は、本明細書で記載した粒径の選別を行うか否かにかかわらず有効である場合がある。
選別すなわち篩い分けに加えて、造粒や、適切な粒径を有する粒子を製造するためのその他の凝集技術を用いて所望の粒径分布を達成してもよい。
他の態様では、このZS組成物は、その表面に付着してグラフト結晶を生成する原子又は分子をさらに含んでいてもよい。グラフト原子又は分子は、好ましくは安定した共有結合によりZSの表面に付着している。一態様では、有機ケイ酸塩部分が、シラノール(≡Si−O−H)等、結晶表面の活性基と反応してZS組成物の表面にグラフトしている。これは、例えば非プロトン性溶媒を用いることにより達成されてもよい。他の態様では、アルコキシシランがグラフトされていてもよく、対応するアルコールを用いてこの反応を行う必要がある。表面の遊離シラノール基は、例えば赤外分光法によって同定することができる。他の態様では、グラフトする材料の表面に活性基がない場合には、酸洗浄を用いて活性基の形成を促すことができる。その後、グラフトを行うが、得られたZS組成物をC又はSi等(これらに限定されない)の放射性同位体で標識化することをさらに含んでいてもよい。別の態様では、ZS組成物はまた、Zr、Si、又はOの同位体等、交換不能な原子を含んでいてもよい。このような同位体は質量バランスを調べるのに有用である場合がある。
これらの細孔性イオン交換組成物を粉末形態で用いることができる、あるいは当該分野で周知の手段で様々な形態にすることができることもまた、本発明の範囲内である。これら様々な形態の例としては、丸薬、押出成形品、球体、ペレット、不規則形状の粒子などが挙げられる。これら様々な形態を様々な周知の容器で包装できることも想定されている。そのような容器としては、カプセル、プラスチック袋、パウチ、小包、小袋、1回量包装、小瓶、瓶、あるいは当業者に一般に知られているその他の保持手段等が挙げられる。
本発明の細孔性イオン交換結晶を他の材料と組み合わせて所望の効果を有する組成物を製造してもよい。ZS組成物を、様々な病気の治療に用いられる食品、薬剤、装置、組成物と組み合わせてもよい。例えば、本発明のZS組成物を、木炭等の毒素低減化合物と組み合わせて毒素や毒物を除去してもよい。他の態様では、ZS結晶は、ZS−1からZS−11のうち、2種類以上のZS形態の組み合わせとして存在してもよい。一態様では、ZSのこの組み合わせは、ZS−9とZS−11の組み合わせ、より好ましくはZS−9とZS−7の組み合わせ、さらにより好ましくはZS−9、ZS−11とZS−7の組み合わせを含んでいてもよい。本発明の他の態様では、ZS組成物は、ZS−9のブレンド又は混合物を含んでいてもよく、ZS−9が少なくとも40%超、より好ましくは少なくとも60%超、さらにより好ましくは70%以上存在し、残部は他の形態のZS結晶(すなわち、ZS−1からZS−11)の混合物又は他の非結晶性形態を含んでいてもよい。他の態様では、ZS−9のブレンドは、約50%〜75%のZS−9結晶と、約25%〜約50%のZS−7結晶を含んでいてもよく、残部は他の形態のZS結晶であって、ZS−8結晶を含まない。
上述したように、これら組成物は、体液、透析液、それらの混合物から選択される液状物から各種毒素を吸着するのに特に有用である。本明細書を通して、体液は血液及び胃腸液を含むが、これらに限定されない。また体液の「体」は、任意の哺乳類を意味し、ヒト、ウシ、ブタ、ヒツジ、サル、ゴリラ、ウマ、イヌなどを含むが、これらに限定されない。短時間の過程は特に人体から毒素を除去するのに適している。
金属酸ジルコニウムはまた、経口摂取することができる丸薬や錠剤、又はその他の形態に成形することができ、イオン交換体が腸を通過しながら胃腸液中の毒素を捕捉して、最終的に排泄される。一態様では、ZS組成物をウエハース、丸薬、粉末、医療食品、懸濁粉末、又は2種以上のZSを含む層構造にしてもよい。胃の中の多量の酸からイオン交換体を保護するため、成型品を、胃では溶解しないが腸で溶解する各種コーティングで覆ってもよい。一態様では、ZSを成形して腸溶性コーティングで覆うか、あるいは特定の部位に供給するための部位特定錠剤又はカプセルに埋め込んでもよい。
また上述したように、本組成物は各種の交換可能な陽イオン(「A」)を用いて合成しているが、この陽イオンを、血液とより相溶性があるか血液に悪影響を及ぼさない第二の陽イオン(A’)と交換することが好ましい。このような理由から、好ましい陽イオンはナトリウムイオン、カルシウムイオン、ヒドロニウムイオン、及びマグネシウムイオンである。好ましいのはナトリウムイオンとカルシウムイオンを含む組成物、ナトリウムイオンとマグネシウムイオンを含む組成物、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、及びヒドロニウムイオンを含む組成物、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、及びヒドロニウムイオンを含む組成物、又はナトリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、及びヒドロニウムイオンを含む組成物である。ナトリウムとカルシウムの相対的な量は、かなり幅がある場合があり、血液中の細孔性組成物及びこれらのイオンの濃度に依存する。上述したように、ナトリウムが交換可能な陽イオンである場合、ナトリウムイオンをヒドロニウムイオンで交換して組成物のナトリウム含有量を下げることが望ましい。
米国出願第13/371,080号(その全内容が参照により組み込まれる)に関連して記載したZS結晶は、陽イオン交換能すなわちカリウム交換能が高められている。交換能の高いこれらの結晶もまた本発明に従って用いてもよい。本発明による医薬品組成物の処方に用いる用量は、当業者によって求められた陽イオン交換能に応じて調整される。従って、処方に用いる結晶量は、この求められた陽イオン交換能に基づいて変動する。陽イオン交換能が高いと、同じ効果を達成するのに必要な用量が少なくなることがある。
本発明の組成物は、血清カリウム濃度の上昇に関係する病気又は症状の治療に用いてもよい。これらの病気は、例えば慢性又は急性腎臓病、慢性、急性、又は亜急性高カリウム血症を含んでいてもよい。血清カリウム濃度の上昇を伴う病気又は症状を患っている患者に、カリウムを下げる特定の用量で本発明の生成物を投与する。投与量は、ZSが約1.25〜15グラム(約18〜215mg/Kg/日)、好ましくは8〜12グラム(約100〜170mg/Kg/日)の範囲、より好ましくは10グラム(約140mg/Kg/日)で1日3回であってもよい。他の態様では、組成物の総投与量が、約15〜45グラム(約215〜640mg/Kg/日)、好ましくは24〜36グラム(約350〜520mg/Kg/日)の範囲、より好ましくは30グラム(約400mg/Kg/日)であってもよい。対象者に投与する場合、本発明の組成物は血清カリウム濃度を約3.5〜5mmol/Lの正常濃度あるいはその付近まで下げることができる。本生成物の分子篩は、具体的には他の電解質に影響を及ぼすことなく(すなわち、低マグネシウム血症も低カルシウム血症も引き起こさず)カリウムを除去することができる。本生成物あるいは組成物の使用は、下剤やその他の樹脂の補助なしに過剰な血清カリウムを除去する。
急性高カリウム血症は、すぐに血清カリウム濃度を正常濃度あるいはその付近まで下げる必要がある。KECが約1.3〜2.5ミリ当量/gの範囲である本発明の分子篩であれば、上昇したカリウム濃度を投与後約1〜8時間以内に正常範囲内まで下げることができる。一態様では、本発明の生成物は、上昇したカリウム濃度を、投与後少なくとも約1時間以内、2時間以内、4時間以内、6時間以内、8時間以内、10時間以内に下げることができる。上昇したカリウム濃度を下げるのに必要な投与量は約5〜15グラム、好ましくは8〜12グラムの範囲、より好ましくは10グラムであってもよい。約2.5〜4.7ミリ当量/gの範囲の高いKECを有する分子篩は、カリウムを吸収するのにより効果的である。その結果、上昇したカリウム濃度を下げるのに必要な投与量は約1.25〜6グラムの範囲であってもよい。投与計画は少なくとも1日1回、より好ましくは1日3回であってもよい。
慢性及び亜急性高カリウム血症の治療には、カリウム濃度を正常血清カリウム濃度付近又は以内に保つ維持投与が必要である。従って、本発明の生成物の投与は、急性高カリウム血症を患っている患者に処方される投与量よりも少ない。一態様では、約2.5〜4.7ミリ当量/gの範囲のKECを有する分子篩を含む組成物は、投与量が約1〜5グラム、好ましくは1.25〜5グラム、好ましくは2.5〜5グラム、好ましくは2〜4グラムの範囲、より好ましくは2.5グラムで計画を立てる。約2.5〜4.7ミリ当量/gの範囲のKECを有する分子篩を含む組成物はより少なく投与され、投与量は約0.4〜2.5グラム、好ましくは0.8〜1.6グラム、好ましくは1.25〜5グラム、好ましくは2.5〜5グラムの範囲、より好ましくは1.25グラムで計画を立てる。患者のこの下位集団では投与計画を遵守することが正常なカリウム濃度を維持する上での主要な要因である。従って、投与計画を検討するのが重要である。一態様では、この投与量を少なくとも1日3回、より好ましくは1日1回患者に与える。
リチウムは、第1(IA)族金属で、カリウムと同様に価電子が1である。リチウムは様々な病気や疾患、及び精神疾患の治療に一般的に用いられている。リチウム、あるいはより一般的にはリチウム塩(炭酸リチウム、クエン酸リチウム、オロチン酸リチウム等)は、様々な病気や疾患、最も一般的には精神疾患の治療に用いられている。これらの病気や疾患の例としては、双極性障害、鬱病、統合失調症、摂食障害(拒食症及び過食症を含む)、血液疾患(貧血及び白血球数の低下(好中球減少症)を含む)、頭痛、アルコール依存症、てんかん、糖尿病、肝臓病、腎疾患、関節炎、脂漏症という皮膚の状態、甲状腺機能亢進、喘息、ハンチントン病、バセドウ病、単純ヘルペス、遅発性ジスキネジアという運動障害、トゥレット症候群、周期性嘔吐、メニエール病、皮膚の刺痛や「虫が這う」ような感覚(知覚異常)、注意欠陥多動性障害(ADHD)者の攻撃的挙動等が挙げられるが、これらに限定されない。
リチウムとカリウムは類似した電子特性を持っている。本発明者らは、このため、リチウムが本発明のZS組成物のカチオン交換能を阻害する可能性を有することを見出した。従って、一態様では、本明細書に記載のZS組成物を投与される対象者は、リチウム等のアルカリ土類金属系薬を用いた治療を並行して受けてない。他の態様では、本発明のZS組成物が投与される対象者には、ZS組成物の投与前にリチウム又はリチウム塩薬の投与を打ち切る。他の態様では、上記ZS組成物を投与される対象者には、ZS組成物の投与の前又は後にいずれのリチウム又はリチウム塩薬も投与しない。上記ZS組成物を投与される対象者は、腎臓病又は腎臓病の症状(例えば高カリウム血症(急性、慢性、又は亜急性高カリウム血症等)であるが、これらに限定されない)を患っていている場合がある。他の態様では、上記ZS組成物を投与される対象者はまた、リチウム又はリチウム塩の過剰投与に苦しんでいる場合がある。
本発明の組成物又は生成物は、投与が簡便な方法で処方されてもよい。例えば、本発明の組成物は、錠剤、カプセル、粉末、顆粒、結晶、小包、あるいは当業者に一般に公知のその他の剤形で処方されてもよい。各種剤形を、1日、1週間、又は1ヶ月あたりの複数回投与について個々の投与量として5〜15グラム、好ましくは8〜12グラム、より好ましくは10グラムを含むように処方することができるが、単回投与量として15〜45グラム、好ましくは24〜36グラム、より好ましくは30グラム含むように処方してもよい。他の態様では、個々の剤形は少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、又は40グラム超で処方することができる。剤形が錠剤の場合、顆粒、顆粒状、又は徐放性形態として処方されてもよい。カプセルは、1日3回スプリンクル(sprinkle)、徐放性スプリンクル、又は一包として投与されるように処方されてもよい。粉末は、再調製用に処方されてもよく、プラスチック袋又は小包に入れられていてもよい。当業者は、上記の剤形は限定的ではなく、固体の他の剤形を用いて本発明の生成物又は組成物を投与してもよいことを認識している。
驚くべきことに、上述のように本発明の組成物を具体的には1日3回、約10グラム(約140mg/Kg/日)(すなわち、合計30グラム(約400mg/Kg/日))投与すると、血清中のカリウム濃度を下げる期間を長くすることができる。本発明者らは、本発明の組成物又は生成物を1日3回約10グラムの用量で投与すると、血清カリウム濃度を正常濃度以内に下げる効果が、救急治療の2日後から5日間持続することを見出した。しかしながら、本発明の生成物は比較的速く排出されると予測された。
本発明のZSは、対象者に複数の症状や病気がある場合、他の薬剤や治療に合わせて修正及び/又はそれらと組み合わせてもよい。例えば、一態様では、対象者は高カリウム血症と慢性腎臓病の両方が見られ、Na−ZS組成物を用いている場合がある。他の態様では、慢性腎臓病の治療に用いるZS組成物は、ZSのプロトン化形態と組み合わせてさらに重炭酸ナトリウムを含んでいてもよい。他の態様では、高カリウム血症と慢性心不全の対象者は、プロトン化ZS組成物の使用が必要である場合がある。他の態様では、高カリウム血症と慢性心臓病の治療に、ZS中に存在するナトリウムが10%以下、より好ましくは2%未満であることが必要である。
本発明の他の態様では、本明細書で記載したZSは、さらに活性炭と組み合わされていてもよい。活性炭には、対象者の系内を循環する有機分子を引き寄せる効果がある。例えば、HSGD Haemosorbents for Medical Device Applications, Nikolaev V.G. Presentation, London(医療機器応用のためのHSGD血液吸着剤、ロンドンでの発表)を参照のこと。従って、活性炭とZSの組み合わせは、過剰なカリウムと有機分子の両方を除去する能力を有する組み合わせ生成物として作用する。活性炭は、直径が約8オングストロームから約800オングストローム、好ましくは少なくとも約50オングストロームの範囲の吸着孔を多数含む。本発明の活性炭と組み合わせたZSは、(これらに限定されないが例えば脂質、タンパク質、及び毒素など)過剰な有機物質の除去が必要な多くの病気及び/又は症状の治療に有用である。例えば、本発明の炭素を含むZS組成物は、ピリミジン類、メチルグアニジン類、グアニジン類、o−ヒドロキシ馬尿酸、p−ヒドロキシ馬尿酸、パラトルモン、プリン、フェノール、インドール、農薬、発ガン性複素環アミン、アスコルビン酸の共役塩基、トリハロメタン類、ジメチルアルギニン、メチルアミン類、有機クロロアミン類、ポリアミン類、又はこれらの組み合わせを除去するのに有益である。ZSと組み合わせる活性炭はまた、高濃度になった胆汁酸、アルブミン、アンモニア、クレアチニン、ビリルビンを吸着するのに有用である。コーティングしたZSを用いて活性炭の吸着をさらに向上させるため、この組成物をアルブミン層、脂質層、DNA層、ヘパリン層でさらに覆ってもよい。これにより吸着効果が約12%から約35%の範囲でさらに高まる。
活性炭とZS組成物は、高カリウム血症、急性及び慢性胃カタル、急性及び慢性腸カタル、胃酸過多性胃炎、夏期下痢、カタル性黄疸、食中毒、腎臓病、赤痢、コレラ、腸チフス、腸内細菌キャリア、胸やけ、吐き気、急性ウイルス性肝炎、慢性活動性肝炎及び肝硬変、随伴性肝炎、機械的黄疸、肝腎不全、肝性昏睡、あるいはこれらの組み合わせ等の複数の病気又は症状を持つ対象者の治療に有益である。
他の態様では、本明細書記載の組成物を必要とする対象者に投与して過剰なカリウム濃度を下げることを含む様々な方法に本明細書記載のZS組成物を用いてもよい。本発明の他の態様では、この方法は、本明細書で記載したZSの組み合わせの投与を含んでいてもよく、対象者からのカリウム除去を補助しながら同時に(これらに限定されないが毒素、タンパク質、イオン等)他の物質も除去する追加の組成物をさらに含んでいてもよい。
本発明をより詳しく説明するため、以下の実施例について述べる。なお、これらの例は単に説明のためであって、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲に対する不適当な限定を意図するものではない。
実施例1
2058gのコロイド状シリカ(デュポン社製Ludox(登録商標)AS−40)と2210gのKOHを7655gのHOに混合して溶液を調製した。数分間、激しく撹拌した後、1471gの酢酸ジルコニウム溶液(22.1重量%のZrO)を添加した。この混合物をさらに3分間撹拌し、得られたゲルをステンレス製反応器に移して200℃で36時間水熱反応させた。反応器を室温まで冷却し、この混合物を真空濾過して固体を分離した。この固体を脱イオン水で洗浄し、空気中で乾燥した。
この固体反応生成物を分析したところ、21.2重量%のSi、21.5重量%のZr、20.9重量%のKを含有しており、強熱減量(LOI)が12.8重量%であった。これによりK2.3ZrSi3.29.5・3.7HOの組成が得られた。この生成物を試料Aとした。
実施例2
121.5gのコロイド状シリカ(デュポン社製Ludox(登録商標)AS−40)と83.7gのNaOHを1051gのHOに混合して溶液を調製した。数分間、激しく撹拌した後、66.9gの酢酸ジルコニウム溶液(22.1重量%のZrO)を添加した。この混合物をさらに3分間撹拌し、得られたゲルをステンレス製反応器に移して200℃で72時間撹拌しながら水熱反応させた。反応器を室温まで冷却し、この混合物を真空濾過して固体を分離した。この固体を脱イオン水で洗浄し、空気中で乾燥した。
この固体反応生成物を分析したところ、22.7重量%のSi、24.8重量%のZr、12.8重量%のNaを含有しており、LOIが13.7重量%であった。これによりNa2.0ZrSi3.09.0・3.5HOの組成が得られた。この生成物を試料Bとした。
実施例3
224gの脱イオン化HOに溶解した64.52gのKOHの攪拌溶液に、コロイド状シリカ(デュポン社製Ludox(登録商標)AS−40)の溶液(60.08g)を15分間かけてゆっくり添加した。この後、45.61gの酢酸ジルコニウム(アルドリッチ社製、15〜16重量%のZrの希酢酸溶液)を添加した。この添加が終わった後、4.75gの含水Nb(LOI:30重量%)を添加し、さらに5分間撹拌した。得られたゲルを、撹拌器付きオートクレーブ反応器に移して、200℃で1日間水熱反応させた。その後、反応器を室温まで冷却し、混合物を真空濾過した。得られた固体を脱イオン水で洗浄し、空気中で乾燥した。
この固体反応生成物を分析したところ、20.3重量%のSi、15.6重量%のZr、20.2重量%のK、6.60重量%のNbを含有しており、LOIは9.32重量%であった。これによりK2.14Zr0.71Nb0.29Si9.2・2.32HOの組成が得られた。試料の一部を走査型電子顕微鏡(SEM)で分析したところ(結晶のEDAXを含む)、ニオブ、ジルコニウム、ケイ素の骨格元素の存在が示された。この生成物を試料Cとした。
実施例4
141.9gのNaOHペレットを774.5gの水と混合して調製した溶液に、303.8gのケイ酸ナトリウムを撹拌しながら添加した。この混合物に、179.9gの酢酸ジルコニウム(15%Zrの10%酢酸溶液)を滴下した。完全に混合した後、この混合物をハステロイ(登録商標)反応器に移して自己圧力で72時間撹拌しながら200℃まで加熱した。反応時間に達したら、混合物を室温まで冷却して、濾過した。得られた固体生成物を0.001MのNaOH溶液で洗浄し、100℃で16時間乾燥した。X線粉末回折で分析したところ、生成物は純粋なZS−11であることが分かった。
実施例5
848.5gの水に溶解した37.6gのNaOHペレットを容器に加えた。この溶液に、322.8gのケイ酸ナトリウムを加えて混合した。この混合物に、191.2gの酢酸ジルコニウム(15%Zrの10%酢酸溶液)を滴下した。完全に混合した後、この混合物をハステロイ(登録商標)反応器に移して自己圧力条件で72時間撹拌しながら、反応器を200℃まで加熱した。冷却後、生成物を濾過し、0.001MのNaOH溶液で洗浄し、100℃で16時間乾燥した。X線粉末回折で分析したところ、生成物はZS−9(すなわち、主にZS−9の結晶形である組成物)であることが分かった。
実施例6
約57g(揮発成分を除いていない重量、ロット0063−58−30)のNa−ZS−9を約25mLの水に懸濁させた。pH計でpHを監視しつつ0.1NのHClの溶液をゆっくり撹拌しながら徐々に添加した。0.1NのHClを合計約178ミリリットル、撹拌しながら添加し、この混合物を濾過した。さらに1.2リットルの0.1NのHClで洗浄した。この材料を濾過して、乾燥し、脱イオン水で洗浄した。得られた材料のpHは7.0であった。0.1NのHClを用いて3回のバッチ式イオン交換から得られたこのH−ZS−9粉末は、Na含有量が12%未満であった。
この例に示すように、希釈した強酸を用いたバッチ式イオン交換により、NA−ZS−9組成物のナトリウム含有量を所望の範囲内に低下させることができる。
実施例7
約85グラム(揮発成分を除いていない重量、ロット0063−59−26)のNa−ZS−9を、洗浄液のpHが7になるまで2リットルずつ約31リットルの脱イオン水で3日かけて洗浄した。この材料を濾過して、乾燥し、脱イオン水で洗浄した。得られた材料のpHは7であった。バッチ式イオン交換と水洗から得られたこのH−ZS−9粉末は、Na含有量が12%未満であった。
この例に示すように、水洗によってNA−ZS−9組成物のナトリウム含有量を所望の範囲に低下させることができる。
実施例8
ZS−9結晶の個別のバッチを光散乱回折技術により分析した。粒径分布と、その他の測定パラメータを図2〜図4に示す。d(0.1)値、d(0.5)値、d(0.9)値は、それぞれ10%粒径値、50%粒径値、90%粒径値を表す。累積粒径分布を図4〜図6に示す。以下の図から明らかなように、直径3ミクロン未満の粒子の累積体積は、約0.3%から約6%の範囲である。また、ZS−9のそれぞれのバッチは異なる粒径分布を有しており、直径3ミクロン未満の粒子の量は様々である。
実施例9
ZS−9の結晶を選別して、直径が小さい粒子を除去した。メッシュサイズの異なる篩を用いて選別して得られたZS−9結晶の粒径分布を分析した。以下の図に示すように、適切なメッシュの篩を用いて直径が3ミクロン未満の粒子の分率を低下させる、あるいはそのような粒子を除去することができる。選別しない場合の、直径が3ミクロン未満の粒子は約2.5%であった。図5を参照のこと。635メッシュの篩で選別すると、直径が3ミクロン未満の粒子の分率は約2.4%に低下した。図6を参照のこと。450メッシュの篩で選別すると直径が3ミクロン未満の粒子の分率はさらに約2%まで低下した。図7を参照のこと。325メッシュの篩を用いると、直径が3ミクロン未満の粒子の分率はさらに約0.14%に低下した。図8を参照のこと。最後に230メッシュの篩を用いると、直径が3ミクロン未満の粒子の分率は0%まで低下した。図9を参照のこと。
この例で示した選別技術により、直径が3ミクロン未満の粒子がほとんど、あるいは全くないZS−9の粒径分布が得られることが示されている。実施例5によるZS−9又は実施例6及び7によるH−ZS−9をこの例で教示したように選別して所望の粒径分布にしてもよいことがわかる。具体的には、ZS−9及びH−ZS−9の両方において、この例で用いた技術により本明細書で開示した好ましい粒径分布が得られることがある。
実施例10
ビーグル犬で回復性試験を伴う14日間反復投与経口毒性試験を行った。このGLPに準拠した経口毒性試験をビーグル犬に対して行い、少なくとも連続14日、1日3回、12時間にわたって6時間間隔で食事として投与した場合のZS−9の起こりうる経口毒性を評価した。本試験で、ZS−9を0(対照)mg/kg/投与、325mg/kg/投与、650mg/kg/投与、又は1300mg/kg/投与の用量で3/匹/性別/投与量に投与した。さらに2/匹/性別/投与量を回復性試験に割り当て、本試験動物と一緒に0mg/kg/投与又は1300mg/kg/投与を与えて、さらに10日間治療を中断した。補正因子1.1274を用いてZS−9の水分を補正した。投与量記録を用いて投与量が正確であることを確認した。
順応期間(−7日目から−1日目)中は6時間間隔で3回ウエットフード(水分を含む餌)を食べるようにイヌを訓練した。治療中、試験品の必要量(記録した最新の体重に基づく)を約100gのウエットフードと混合し、6時間間隔でイヌに与えた。さらにドライフードを与えて、1日の最後の投与量を消費した。それぞれのイヌには同じ量のウエットフードを与えた。体重は、到着時と、−2日目、−1日目、6日目、13日目、及び20日目に記録した。順応期間中、治療期間中、及び回復期間中は臨床観察を1日2回行った。ウエットフード及びドライフードの消費量を治療期間中は毎日測定した。血清化学、血液学、凝析、尿検査パラメータ分析用の血液試料及び尿試料を予備試験日(−1日目)及び13日目に集めた。眼科検査を予備試験日(−6日目/7日)と7日目(メス)又は8日目(オス)に行った。心電図評価を予備試験日(−1日目)と11日目に行った。試験終了時(14日目:本試験日、及び24日目:回復性試験日)に死体解剖検査を行い、試験規約に指定された臓器重量を計測し、選択した組織を顕微鏡で調べた。
14日間、12時間にわたって6時間間隔で1日3回餌と一緒にZS−9を325mg/kg/投与、650mg/kg/投与、及び1300mg/kg/投与を経口投与では耐容性は良好であった。臨床的兆候は、325mg/kg/投与を投与した何匹かのイヌ及び治療第二週の間に650mg/kg/投与以上を投与されたすべての動物の糞に試験品と思われる白い材料が観察されたことに限られた。体重、体重の変化、餌の消費、血液学及び凝析パラメータ、あるいは眼底検査及び心電図評価に及ぼす悪影響はなかった。
ZS−9の投与に関連した肉眼的所見はなかった。顕微鏡により、治療した動物の腎臓には極小から中程度の病巣性炎症及び/又は多巣性炎症が観察されたが、対照動物には見られなかった。これらの病巣は、650mg/kgと1300mg/kgでは同じような発生数で同程度見られたが、325mg/kgでは発生数も少なく程度も小さかった。何匹かのイヌでは、炎症は両方の腎臓ではなく片方であり、いくつかの症例では、膀胱及び尿管起点の炎症と関連づけられた。これらの観察を合わせると、ZS−9で治療したイヌの尿の組成の変化等、直接の腎損傷以外の因子が、これらのイヌの組織に微生物が観察されなくても、亜臨床的な尿路感染を増大させる場合があるということを示唆している。回復性試験の動物では、炎症はメスでは完全に消散し、オスでは一部で消散された。これは炎症の原因が何であれ、投与を中止すると炎症が元に戻る性質であることを示唆している。
ZS−9で治療したビーグル犬に観察された混合白血球炎症の増加発生数を以下にまとめる。
また、以下にまとめたように、最少急性膀胱炎及び未同定結晶が、650mg/kg/投与で投与したメスの腎盂及び尿に観察された。
結晶は、群2又は群4のメス、あるいはZS−9で治療したいずれのオスでも同定されなかった。
この両方の試験において、尿のpHは、対照と比較して上昇していることが分かった。尿のpH及び/又は尿の組成の変化が尿の溶質溶解度に影響して結晶が形成されて、尿路炎症を発症させ、かつ/又は尿路感染(UTI)への感染を増加させると思われる。
尿結晶(細長い、尖った塊)の記述と、粒径の分析結果及び試験品の非溶解性とを合わせると、これら結晶はZS−9ではないと思われる。
実施例11
ZS−9の結晶を調製して、「ZS−9(未選別)」として示した。実施例10の手順に従ってZS−9結晶の試料を選別し、選別した試料を「ZS−9(>5μm)」として示す。ZS−9結晶の別の試料を上記実施例6の手順に従ってイオン交換し、実施例10の手順に従って選別する。得られたH−ZS−9結晶を「ZS−9+(>5μm)」として示す。
以下の14日間の試験は、粒径及び粒子形状が尿のpHと尿中の結晶の存在に及ぼす効果を示すために設計されている。上記の化合物は、ウエットフードに混ぜてビーグル犬に経口投与される。投薬計画は、12時間にわたって6時間間隔で1日3回、以下のように投与する。
以下の表に、観察、毒物動態学的評価、実験室での検査(血液学、尿検査)、及び最終処理についての概略を示す。
この試験中、メスイヌにウエットフードを媒体として試験品ZS−9(未選別)、ZS−9(>5μm)、及びZS−9+(>5μm)を連続14日間、12時間にわたって6時間間隔で1日3回経口摂取により投与した。投与量は100mg/kg/投与又は600mg/kg/投与であった。
すべての動物が、14日間の投与期間生存した。死亡率、体重、体重増加、臓器重量、肉眼的所見、又は臨床化学又は血中ガスパラメータで試験品に関連した変化は見られなかった。ZS−9に関連した所見は、6000mg/kg/投与の投与量で選別済みZS−9又は未選別ZS−9を投与された動物のナトリウムの排出分率及び尿のpHが増加したこと、及びZS−9(未選別)、ZS−9(>5μm)、及びZS−9+(>5μm)を600mg/kg/投与で投与された動物においてカリウムの排出分率と尿中の尿素窒素/クレアチニン比が減少していたことに限られていた。
対象群の動物に比べて、600mg/kg/投与のZS−9(未選別)及びZS−9(>5μm)で治療された動物では、尿のpHが統計学的に大きく増加した。このような増加は、100mg/kg/投与又は600mg/kg/投与のZS−9+(>5μm)で治療した動物では観察されなかった。これら動物の尿の平均pHは、7日目に5.33から7.67に増加し、13日目に5.83から7.733に増加した。600mg/kg/投与のプロトン化ZS−9(ZS−9+(>5μm))で治療した動物の尿のpHには効果を及ぼさなかった。これは、高い投与量のナトリウム取り込みZS−9(ZS−9(未選別)及びZS−9(>5μm))で治療された動物で尿のpHが増加したのは、胃腸で水素が吸収された結果であることを示唆している。
尿容量及び比重のすべての差を正常な生物学的変動及び/又は手順に関する変動の許容範囲内とみなした。治療群の間で、生化学(タンパク質、ケトン等)尿成分と微視的(結晶、血液細胞等)尿成分に多少の変動があった。これらもまた、生物学的変動及び/又は手順に関する変動の許容範囲内とみなした。3元リン酸塩結晶(リン酸マグネシウムアンモニウム)は、すべての試験間隔でほとんどの動物に観察された。また、稀にシュウ酸カルシウム二水和物結晶も少数の動物で観察された。これら両方の結晶は、イヌに通常見られるものと考えられる。これらの観察された結晶のいずれかが治療又は試験品に関係していることを示唆するようなパターンは、いずれの動物でも観察されなかった。いずれの動物でも尿沈殿物中に未同定結晶は観察されなかった。
7日目及び13日目に、対照を含むすべての群において投与前間隔に対してナトリウムの排出分率が増加した。600mg/kg/投与のZS−9(未選別)、ZS−9(>5μm)、及びZS−9+(>5μm)を投与された動物は、他の治療群や対照動物よりもナトリウムの排出分率の増加がわずかに大きくなっていた(対照に対して116%まで)。これら3つの群で観察された増加は、予想範囲を超えたレベルになっている場合があったが、これは試験品に起因するものであった。これら3つの群で観察された変化において識別可能な差は認めることができなかった。600mg/kg/投与のプロトン化ZS−9で治療した動物のナトリウムの排出分率には差がなかった。これらの変化は試験品に起因するものであり、毒物学的に有害であるとは考えられなかった。
7日目と13日目に、対照に比べて、600mg/kg/投与のZS−9(未選別)、ZS−9(>5μm)、及びZS−9+(>5μm)と100mg/kg/投与のZS−9(>5μm)で治療した動物ではカリウムの排出分率が大きく低下したことが観察された。これらの値のほとんどは、7日目と13日目に対照と比較して統計学的に大きな変化であった。これらの低下は、試験品の薬理効果に起因するものであった。
7日目と13日目に、対照を含むすべての群で尿素窒素/クレアチニン比が投与前間隔に比べて穏やかに上昇した。7日目と13日目に、600mg/kg/投与のZS−9(未選別)、ZS−9(>5μm)、及びZS−9+(>5μm)を投与された動物の尿素窒素/クレアチニン比が対照に比べて(26%まで)穏やかに低下した。これら4つの群で観察された変化のほとんどは、7日目と13日目で対照と比べて統計学的に大きな変化であるが、群の平均値は、それぞれの予備試験値と比べた場合はっきりと異なるものではなかった。これらの所見は、試験品に関連したものと判断した。他の評価項目間で統計学的に有意な差が時折見られたが、クレアチニン・クリアランス、カルシウム/クレアチニン比、マグネシウム/クレアチニン比、又は尿のモル浸透圧濃度に及ぼす試験品に関連した影響はいずれの治療群でも確認されなかった。
試験品に関連した腎臓における微視的所見は600mg/kg/投与で観察された。最も共通して発見されたのは、極小から中程度の混合白血球浸潤物(リンパ球、血漿細胞、マクロファージ及び/又は好中球)及び極小から中程度の尿細管の再生(弱毒化された上皮細胞に沿ってわずかに拡張した尿細管、膨張した核を持った上皮細胞、及び好塩基性細胞質)であった。極小の腎盂炎(腎盂の粘膜下層での好中球、リンパ球、及び血漿細胞の浸潤)及び極小の尿細管変性/壊死(濃縮した核又は破裂した核のいずれかを有する好酸球増加細胞に沿って並び、内腔にはがれた上皮細胞及び/又は炎症細胞を含む尿細管)が、600mg/kg/投与のZS−9(未選別)を投与したイヌの1/3で、また600mg/kg/投与のZS−9(>5μm)を投与したイヌの1/3で観察された。尿道又は尿管での極小腎盂炎及び混合白血球浸潤はまた、ZS−9(>5μm)を投与した何匹かのイヌにも見られた。
腎臓の変化の大部分は皮質に現れたが、髄質に無差別の単巣性から多巣性(4病巣まで)分布が見られる場合もあった。これらの病巣は寸法も様々で、ほとんどは不規則な形状であったが、いくつかは(外皮質から髄質まで延びた)線状であり、所定の切片中の腎実質の5%未満を含んでいた。これらの病巣のほとんどは、極小から中程度の尿細管の再生を伴う極小から中程度の混合白血球浸潤からなり、いくつかの病巣は混合白血球湿潤を伴わない極小から中程度の尿細管の再生のみを有していた。これらの病巣のいくつか(600mg/kg/投与のZS−9(未選別)を与えた2匹のイヌ及び600mg/kg/投与のZS−9(>5μm)を与えた1匹のイヌ)は、尿細管変性/壊死をわずかに含んでいた。4匹のイヌ(600mg/kg/投与のZS−9(未選別)を与えた1匹のイヌと600mg/kg/投与のZS−9(>5μm)を与えた3匹のイヌ)で腎盂炎が見られた。
混合白血球湿潤はまた、600mg/kg/投与のZS−9(>5μm)を与えたイヌの両尿管の粘膜下層、及び600mg/kg/投与のZS−9(未選別)と600mg/kg/投与のZS−9(>5μm)を与えた動物の尿道の粘膜下層にも見られた。腎実質での混合白血球浸潤物の発生数及び/又は程度は、腎盂炎のないイヌに比べて腎盂炎のあるイヌのほうが高かった。何匹かのイヌでは、腎盂炎及び/又は尿道及び尿管の混合白血球浸潤物と、炎症性浸潤物を伴う腎臓所見の多巣性の無差別分布は、上行尿路感染を連想させ、600mg/kg/投与の腎臓所見が試験品の間接的影響であろうことを示唆するものである。
600mg/kg/投与でZS−9(未選別)が与えられたイヌでは、3匹のうち2匹の腎臓が上記所見の1つ以上を有していた。600mg/kg/投与でZS−9(>5μm)が与えられた3匹のイヌすべてが、腎盂炎及び尿道又は尿管の粘膜下層中の混合白血球浸潤物を含む腎臓障害を有していた。600mg/kg/投与でZS−9+(>5μm)を与えたイヌは尿細管再生を伴う極小の混合白血球湿潤を有していたが、そのうちの1匹のイヌでは左腎臓のみに見られた。それ以外のイヌでは、極小の尿細管再生の病巣がいくつか見られた。
試験品に関連した(直接又は間接の)所見は100mg/kg/投与(ZS−9、ZS−9(>5μm)、ZS−9+(>5μm))でZS−9(未選別)を与えたメスイヌには見られなかった。極小の尿細管再生の病巣が1つ又は2つ、これら動物のうちの3匹に見られる場合があったが、混合白血球湿潤又は尿細管変性/壊死の兆候はなかった。尿細管再生の同様の病巣が1つ以上、対照のメスイヌにも見られた。これより少ない投与量でZS−9(未選別)を与えたメスイヌで観察された尿細管再生の病巣は、上記の場合よりも幾分小さいものであり、混合白血球浸潤物や尿細管変性/壊死のいずれとも関連づけられなかった。調べた切片のいずれでも結晶の痕跡はなかった。乳頭及び糸球体脂肪代謝異常での尿細管石化がビーグル犬で背景の所見として見られたが、試験品に関連したものであるとは考えなかった。
600mg/kg/投与でZS−9(未選別)、ZS−9(>5μm)、及びZS−9+(>5μm)を投与した場合、腎臓での極小から中程度の混合白血球浸潤物が、ZS−9(未選別)とZS−9(>5μm)を投与したイヌの極小から中程度の尿細管再生、場合によっては極小の尿細管変性/壊死、尿管及び/又は尿道における極小の混合白血球浸潤物、及び極小腎盂炎と関連づけられる場合があった。
600mg/kg/投与のZS−9+(>5μm)で治療したイヌでは、尿のpHの増加が見られなかった。加えて、これらのイヌと600mg/kg/投与のZS−9(未選別)で治療してカリウムを補充したイヌでは、微視的所見の発生数が低下していた。これらのことは、試験品の薬理作用による尿のpHの増加及び/又はカリウムの除去が尿結晶及び細菌からの自然損傷を受けやすくなっていることを示唆している。
これらの結果に基づき、無影響量(NOEL)はZS−9(未選別)、ZS−9(>5μm)、及びZS−9+(>5μm)で100mg/kg/投与であるとした。無毒性量(NOAEL)はZS−9(未選別)が600mg/kg/投与、選別済みZS−9(ZS−9(>5μm))が600mg/kg/投与、及び選別済みプロトン化ZS−9(ZS−9+(>5μm))が600mg/kg/投与であるとした。
実施例12
ZS−9結晶を標準的な5Gの結晶化容器で調製した。
反応物を以下のように調製した。22Lの三ツ口フラスコに、頭上攪拌器、熱電対、及び側管付き滴下漏斗を取り付けた。このフラスコに脱イオン水(3.25L)を投入した。約100rpmで撹拌を開始し、水酸化ナトリウム(1091gのNaOH)をフラスコに加えた。水酸化ナトリウムが溶解するにつれて、フラスコの内容物が発熱した。この溶液を撹拌して、34℃未満に冷却した。ケイ酸ナトリウム溶液(5672.7g)を添加した。この溶液に、酢酸ジルコニウム溶液(3309.5g)を43分間かけて添加した。得られた懸濁液をさらに22分間撹拌した。ZS−9(223.8g)の種結晶を反応容器に加えて、約17分間撹拌した。
脱イオン水(0.5L)を用いてこの混合物をParr製5Gの圧力容器に移した。この容器は滑らかな壁と標準撹拌器を有していた。この反応器には冷却コイルが付いていなかった。容器を密封して、反応混合物を約275〜325rpmで撹拌し、4時間かけて185±10℃まで加熱した。その後、184〜186℃で保持し、72時間浸した。最後に、反応物を12.6時間かけて80℃まで冷却した。得られた白色固体を、脱イオン水(18L)を用いて濾過した。この固体を、溶出した濾液のpHが11未満(9.73)になるまで脱イオン水(125L)で洗浄した。湿った塊(wet cake)を48時間95〜105℃で真空(25インチHg)乾燥して、白色固体として2577.9g(107.1%)のZS−9を得た。
この実施例で得られたZS−9のXRDプロットを図10に示す。この材料のFTIRプロットを図11に示す。これらXRD及びFTIRスペクトルは、典型的にはZS−11の結晶形に関連する吸収ピークの存在によって特徴づけられている。また、ZS−9に関連するピークは、結晶不純物(例えばZS−9組成物に存在するZS−11結晶)により大きな広がりを示している。例えば、FTIRスペクトルは、764cm−1及び955cm−1付近に大きな吸収を示している。この例のXRDプロットはノイズが大きく、2θ値が7.5、32、及び42.5に不明確なピークを示している。
実施例13
この実施例では、ZS−9結晶をプロトン化した。
100Lの反応容器に脱イオン水(15.1L)を撹拌しながら(60〜100rpm)真空投入した。ZS−9結晶(2.7kg)を、脱イオン水の入った100L容器に加えて、5〜10分間反応させた。初期pHを読み取って記録した。
別の50Lのカーボイ(carboy)で塩酸溶液を調製した。これは、カーボイに脱イオン水(48L)を投入し、塩酸(600ml)を加える工程を含んでいる。100Lの反応容器に、この塩酸溶液を1.5〜2時間かけて投入した。pHが約4.45〜4.55の範囲に達するまで塩酸溶液を反応混合物に添加した。この反応混合物をさらに30〜45分間継続して混合した。pHが4.7を超える場合は、pHが約4.45〜4.55の範囲になるまでさらに塩酸塩溶液を添加した。さらに15〜30分間撹拌して反応を行った。
このプロトン化ZS−9結晶を、2ミクロン網目のステンレス製篩(直径約18インチ)を装着したブフナー漏斗で濾過した。形成された濾過固形物を、約6Lの脱イオン水で3回洗浄して過剰な塩酸を除去した。プロトン化結晶を含む濾過固形物を約95〜105℃で12〜24時間、真空オーブンで乾燥させた。純重量減少量の百分率での差が2%未満になるまで2時間以上かけて乾燥を継続した。この生成物を適切に乾燥して得られた結晶は品質が保証された試料であった。
実施例14
以下の代表例に従って高い交換能を有するZS−9結晶を調製した。
反応物を以下のように調製した。22Lの三ツ口フラスコに、頭上攪拌器、熱電対、及び側管付き滴下漏斗を取り付けた。このフラスコに脱イオン水(8,600g、477.37モル)を投入した。約145〜150rpmで撹拌を開始し、水酸化ナトリウム(661.0g、16.53モルのNaOH、8.26モルのNaO)をこのフラスコに加えた。水酸化ナトリウムが溶解するにつれて、フラスコの内容物は3分間に24℃から40℃まで発熱した。この溶液を初期の発熱が収まるように1時間撹拌した。ケイ酸ナトリウム溶液(5,017g、22.53モルのSO、8.67モルのNaO)を添加した。この溶液に、側管付き滴下漏斗により酢酸ジルコニウム溶液(2,080g、3.76モルのZrO)を30分間かけて添加した。得られた懸濁液をさらに30分間撹拌した。
脱イオン水(500g、27.75モル)を用いてこの混合物をParr製5Gの圧力容器、型番4555に移した。この反応器に蛇管冷却コイルを取り付けて、攪拌器に隣接する反応器内にバッフル状構造物を配置した。この冷却コイルには熱交換流体を充填せず、この反応で用いられたように単に攪拌器に隣接してバッフル状構造物を設けるためのみに用いた。
この容器を密封して、反応混合物を約230〜235rpmで撹拌し、7.5時間かけて21℃から140〜145℃まで加熱した。その後、140〜145℃で10.5時間保持し、6.5時間かけて210〜215℃まで加熱して最大圧力295〜300psiを得た。その後、210〜215℃で41.5時間保持した。次いで、反応器を4.5時間かけて45℃まで冷却した。得られた白色固体を、脱イオン水(1.0KG)を用いて濾過した。この固体を、溶出した濾液のpHが11未満(10.54)になるまで脱イオン水(40L)で洗浄した。湿った固形物の代表的な部分を100℃で一晩、真空(25インチHg)乾燥して白色固体として1,376g(87.1%)のZS−9を得た。
得られたZS−9のXRDプロットを図12に示す。この材料のFTIRプロットを図13に示す。実施例12(図10〜11)と比較して、これらのXRD及びFTIRスペクトルは、広がりのない明確なピークを示しており、ZS−9以外の結晶形(例えば、ZS−11のピーク)に関連するピークは存在しない。この例は、反応器内のバッフル状構造物の存在によって得られる結晶の品質が予想外に大きく向上することを示す。理論に束縛されるわけではないが、本発明者らは、反応が進行している間、バッフルが固体(すなわち結晶)を浮遊させる乱気流を大きくし、反応容器の結晶の懸濁液をより均一にすると理解している。この懸濁液の改善により、所望の結晶形へのより完全な反応が可能になり、最終生成物に存在する望ましくないZS結晶形を低減する。
実施例15
以下の試験規約に従ってZS(ZS−9)のKECを求めた。
この試験方法には、組成勾配をつけた溶媒の導入と陽イオン交換の検出が可能なHPLCを用いた。カラムは、IonPac CS 12A Analytical(2×250mm)カラムであった。流量は0.5mL/分で、運転時間は約8分間であった。カラム温度を35℃に設定した。注入容積は10μLであり、針洗浄液は250μLであった。ポンプを定組成モードで運転し、溶媒は脱イオン水であった。
約383mgの塩化カリウム(ACS等級)を正確に計量して記録することにより標準試薬を調製し、100mLのプラスチック製メスフラスコに移した。この材料を溶解して、希釈剤で規定の体積まで希釈し、混合した。標準試薬のK濃度は2000ppm(2mg/mL)であった。約112mgのZS−9を正確に計量して記録し、20mLのプラスチック製バイアルに移して試料を調製した。2000ppmのカリウム標準試薬溶液を20.0mL、ピペットでバイアルに入れて、容器に蓋をした。この試料バイアルを腕振り型振とう器(wrist action shaker)に取り付け、少なくとも2時間、4時間以下振とうした。この試料調製溶液を0.45pmのPTFE製濾過器で濾過して、プラスチック容器で受けた。750pLの試料溶液を100mLのプラスチック製メスフラスコに移した。試料を脱イオン水で規定の容積まで希釈して、混合した。初期K濃度は15ppm(1SpglmL)であった。
この試料をHPLCに注入した。図14にブランク溶液のクロマトグラムの例を示す。図15に試験標準液のクロマトグラムの例を示す。図16に試料のクロマトグラムの例を示す。次式からカリウム交換能を算出した。
式中「KEC」はカリウム交換能であり、単位はミリ当量/gである。「IC」はカリウムの初期濃度(ppm)である。「FC」はカリウムの最終濃度(ppm)である。「Eqwt」は当量(原子量/価数)である。「V」は試料調製に用いた標準溶液の容積(L)である。「Wtspl」は試料調製に用いたZS−9の重量(mg)である。「%Water」は水分の百分率(LOD)(%)である。
実施例12の手順に従って、すなわち、バッフル(例えば、内部冷却コイル構造)のない反応器で製造したZS−9の3種の試料について、上記の手順に従ってカリウム交換能(KEC)を試験した。同様に、実施例14に従ってバッフルとして作用する冷却コイルを有する反応器で製造したZS−9の3種の試料をこの手順で試験した。以下の表3の結果から、実施例14の手順及び結晶化容器内のバッフルの存在により、カリウム交換能が大きく増加することが分かった。
実施例14に従って調製した交換能の高いZSは、実施例13の技術を用いてプロトン化する際にわずかにカリウム交換能が低下する。この方法で調製したプロトン化ZSは、約3.2ミリ当量/gのカリウム交換能を有していることが分かった。従って、この交換能が高いZSは、この過程を用いて調製したプロトン化形態の交換能を増加させることが分かった。これにより、カリウム交換能が2.8〜3.5ミリ当量/g、より好ましくは3.05〜3.35ミリ当量/gの範囲、最も好ましくは約3.2ミリ当量/gであるプロトン化ZSを調製することができることが分かった。
実施例16
内部冷却コイルを用いて反応器内にバッフル状構造物を設けることは、5ガロン程度の小型反応器でのみ実行可能である。というのは、冷却コイルを大型の反応器に取り付けるのは容易ではなく、通常は用いられないからである。
本発明者らは、高純度高KECのZS−9結晶の大規模生産に適した反応器を設計した。大型反応器は、通常は、反応室内にぶら下げたコイルではなく、反応室に熱を伝達するためのジャケットを用いる。図17に従来の200Lの反応器100を示す。反応器100は、滑らかな壁と、反応室の中心に向かって延びる攪拌器101を有する。反応器100はまた、温度センサー用保護管(thermowell)102と、底部排水弁103を有する。本発明者らは、図18に示す改良された反応器200を設計した。この反応器もまた、攪拌器201と、温度センサー用保護管202と、底部排水弁203を有する。この改良された反応器200は、側壁にバッフル構造204を有し、攪拌器201と相まって反応中に結晶をしっかり浮遊させて懸濁させ、高濃度で高KECのZS−9結晶を製造する。この改良された反応器はまた、バッフル構造204に加えて、結晶化中に反応温度を制御するための冷却ジャケット又は加熱ジャケットを備えることができる。図19に、バッフル設計の非限定的な一例の詳細を示す。好ましくは、この反応器の容積は、少なくとも20L、より好ましくは200L以上、あるいは200Lから30,000Lの範囲内である。別の態様では、バッフル設計は延設されるように構成されていてもよい。
実施例17
高カリウム血症を患っているヒトの対象者の治療におけるZS−9の用量をいくつか調査した。合計90人の対象者をこの調査に登録した。この調査は3つの段階からなり、各段階でZSの投与量を増加させた。これらの調査に用いたZS−9は、実施例12に従って調製された。3ミクロン超の結晶分布が97%以上になるよう、空気分別によって適切な粒径分布のZS−9結晶を得た。ZS結晶の中央粒径が3ミクロン超であり、直径が3ミクロン未満の粒子がこの組成物中の粒子の7%未満になるように選別する。このZS−9結晶のKECを求めたところ、約2.3ミリ当量/gであった。ZS結晶のナトリウム含有量が12重量%未満になるようにプロトン化する。調査にはプラセボとして、ZSと区別できないケイ化微結晶セルロースを3g用いた。
調査に登録した患者のそれぞれに、1日3回食事と共にプラセボ又はZSを3gの投与量で与えた。ZS、プラセボ共に、粉末を水に溶かした懸濁液として投与され、食事中に摂取された。この調査の各段階で、ZS集団とプラセボ集団の対象者の数は2:1の比であった。段階Iでは、18人の患者を無作為に抽出して、1日3回食事と共に0.3gの投与量でZS又はプラセボを与えた。段階IIでは、36人の患者を無作為に抽出して、1日3回食事と共に3gの投与量でZS又はプラセボを与えた。段階IIIでは、36人の患者を無作為に抽出して、1日3回食事と共に10gの投与量でZS又はプラセボを与えた。全部で30人の患者がプラセボを投与され、60人の患者が異なる投与量でZSを投与された。食事は本質的に制限されず、患者は様々な地元のレストランや、病院内の標準食から食べたいものを選ぶことができた。
30分間隔で3回血清Kを測定し、平均(時間:0分、30分、及び60分)を計算することにより、カリウムの選別値(「K」)を0日目に確定した。ベースラインのK濃度をこれらの値と1回目の投与を摂取する直前の1日目の血清Kの平均として算出した。選別K値が5.0ミリ当量/l未満であった場合は、この対象者は調査に含めなかった。
調査の1日目から2日目に、すべての対象者に、朝食から始まる食事と共に試験薬を1日3回与えた(1日目の1回目の投与後1.5時間後まで1回目の食事は遅らせた)。治療を開始して48時間の間、各投与の4時間後に血清K濃度を評価した。K濃度が正常になった場合、その対象者は、さらなる試験薬での治療を行わずに48時間で病院から退院させた。K濃度がまだ高かった(K>5.0ミリ当量/l)場合は、対象者に試験薬での治療をさらに24時間受けさせて、72時間目又は96時間目に再評価し、退院させた。すべての対象者が、試験薬での治療を最低48時間受けたが、数人は試験薬での治療を96時間まで受けた。調査の主要有効性評価項目は、プラセボで治療した対象者とZSで治療した対象者との間の、試験薬で治療した最初の48時間のカリウム濃度変化率の違いであった。表4に、24時間評価項目及び48時間評価項目での各集団のp値を示す。300mgのZSを1日3回投与された患者では、24時間評価項目及び48時間評価項目のいずれでもプラセボに対して統計的な差はなかった。3グラムのZSを投与された患者は、48時間の期間でのみ統計的な差が見られた。これは、この特定の投与が血清カリウム濃度を下げるのに比較的有効であったことを示唆している。予想外に、10グラムのZSを1日3回投与された患者では、濃度及び率の両方でカリウム濃度が最も大きく低下した。このカリウムの低下は、投与量3グラムでの約0.5ミリ当量/g減で、投与量10グラムで約0.5〜1ミリ当量/g減であることから、相当大きな低下であった。
その後、毎日対象者のK測定を行いながら、合計7日間(168時間)経過を観察した。調査の前日(0日目)及び患者が試験品を摂取している間は、すべての患者で24時間尿を採取した。表5に、プラセボで治療した対象者と各集団との間の、7日間の調査期間にわたる血清カリウム濃度変化率の違いを示す。300mgの薬剤を投与された患者では、この7日間でプラセボに比べてカリウム濃度が統計的に大きく低下することはなかった。薬剤を3グラム投与された患者では、初期の24時間の後はカリウム濃度が統計的に大きく低下することはなかった。薬剤を3グラム投与された患者では、この7日間の間に血清カリウム濃度が統計的に最も大きく低下した。これらのデータは、少なくとも10グラムのZSを投与すると、カリウムの低下効果が長続きすること、及び単回(すなわち1日)投与量がカリウム濃度を大きく下げるのに好適であることを示唆している。また、1日1回投与する場合は用量が3グラム、4グラム、または5グラムであるとカリウム濃度の低下に有効である場合がある。
治療群を比較したところ、年齢、性別、体重、血清クレアチニン濃度、推定糸球体濾過率(「GFR」)、カリウム濃度、及び慢性腎臓病(「CKD」)の原因を含む、いずれのパラメータでも大きな違いは見られなかった。
図20に、プラセボ、投与量0.3gのZS(集団1)、投与量3gのZS(集団2)、及び投与量10gのZS(集団3)の摂取後最初の48時間における血清Kの変化を示す。患者にZSを投与した時間に対するKの傾きは、プラセボと集団2(0.5ミリ当量/L/48時間、P<0.05)及び集団3(1ミリ当量/L/48時間、P<0.0001)とでは大きく異なっていた。
血清Kが正常になる時間は、プラセボ群に比べて集団3では非常に短くなっていた(P=0.040)。他の集団群の結果は、プラセボと大きく違うところはなかった。図21に、プラセボと10gでZSを投与された対象者の0.5ミリ当量/Lまで血清Kが低下する時間を比較している。血清Kが低下する時間は、プラセボよりもZSを投与された対象者で大きく短縮された(P=0.042)。
また、この調査で試験薬の投与を中断後48時間から144時間の間の血清Kの上昇を調べた。血清Kの上昇率は、図22に示すように薬の摂取期間中の血清Kの低下率に概略比例していた。
24時間の尿中へのK排出を分析したところ、図23に示すように、ZSを10g投与した場合は尿中へのKの排出が約20ミリ当量/日と大きく低下していた(P<0.002)が、他のすべての群では尿中へのKの排出は同じであるか、または上昇したことが分かった。
毎日の尿試料中のK/クレアチニン比を分析したところ、24時間の尿中K排出と同じような傾向が確認された。集団3では尿中のK/クレアチニン比率は低下する傾向を示したが、他の集団では一定であるか、あるいは上昇した。別の分析では、この調査中、いずれの群でもクレアチニン・クリアランスまたは1日のクレアチニン排出量は変化がなかったことが分かった。
また、24時間の尿試料を分析して、1日の尿中へのナトリウム排出量を計算することができた。図24に示すように、ナトリウムの排出は、一般にすべての群で安定していた。尿中へのナトリウム排出は、集団3に比べて集団1及び対照患者でより増加しているように見えるが、いずれの群でも大きな変化はなかった。
腸内の細菌性ウレアーゼによって生成されるアンモニウムを結合させるZSの効果の尺度として、血中尿素窒素(「BUN」)を検査した。試験2日目から試験7日目に投与量に関連した、統計的に大きなBUNの低下が見られた。これは血清Kの低下を反映するものであった(0.035[試験2日目]と<0.001[試験5日目から7日目]の間のp値)。また、これは尿中への尿素排出の低下を伴っていた。
ZSを1日3回10g投与した場合、血清カルシウムが試験2日目から6日目に統計的に大きく低下し(p値0.047から0.001)、正常範囲(9.5mg/dLから9.05mg/dL)内に留まったが、低カルシウム血症が発症した対象者はいなかった。ZSのいずれの投与量でも、血清マグネシウム、血清ナトリウム、血清重炭酸塩、またはその他の電解質で大きな変化は見られなかった。血清クレアチニンは低下傾向を示し、試験6日目に統計的に大きく低下した(p=0.048)。尿沈殿物、推定糸球体濾過率(「GFR」)、または腎臓生体指標NGAL及びKIM−1を含む、評価した他の腎臓パラメータのいずれも投与量に関係した変化はなかった。
臨床試験は無作為に抽出して二重盲検法で行ったが、中程度の量のZSを摂取すると、段階3のCKD患者で血清K濃度が大きく低下することが分かった。ZSと一緒に下剤は与えなかったので、Kの除去は下痢の効果によるものではなく、ZSによる腸内のKの結合によるものだけであった。
経口ポリスチレンスルホン酸ナトリウム(「SPS」)治療では、常に患者へのナトリウム負荷が生じる。ナトリウムは、すべての陽イオン(K、水素、カルシウム、マグネシウム等)の結合で1:1の比で放出される。ZSに部分的にナトリウムと部分的に水素を担持して近生理的pH(7〜8)にする。この開始pHでは、Kが結合する際にナトリウムはほとんど放出されず、水素がわずかに吸収される。ZSの摂取中は尿中へのナトリウム排出は増加しないので、ZSの使用により患者のナトリウムが過剰になることはない。
ZSの血清Kに及ぼす作用の速さと、尿中K排出を低減する有効性は、最大投与量約10gを1日3回(1日約30gまたは約0.4g/kg/日)投与した場合に驚くほどである。これにより、2日目までに尿Kがベースライン濃度から約40%低下した。従って、ZSは、少なくとも動物の場合と同様にヒトでも体内K貯蔵量を低減するのに有効であり、またヒトの糞便中のK濃度が高いことから、さらに有効性が高まる可能性がある。
実施例18
実施例14に従って交換能の高いZS(ZS−9)を調製する。この材料を、実施例13で記載した技術に従ってプロトン化する。ZS結晶の中央粒径が3ミクロン超であり、直径3ミクロン未満の粒子がこの組成物中の粒子の7%未満になるようにこの材料を選別した。このZS結晶のナトリウム含有量は、12重量%未満である。毎食5g、10g、及び15gの量で患者に投与するように剤形を調製する。この実施例のZSでは、カリウム交換能が2.8超まで高められていた。好ましい一態様では、カリウム交換能は2.8〜3.5ミリ当量/g、より好ましくは3.05〜3.35ミリ当量/gの範囲内、最も好ましくは約3.2ミリ当量/gである。目標カリウム交換能の約3.2ミリ当量/gは、異なるバッチのZS結晶間で予測される、カリウム交換能の測定値の小さな変動を含む。
ZS−9を実施例17で確立した試験規約に従って投与すると、カリウム血清濃度が同様に低下する。ZS−9は向上したKECを有するので、高められた陽イオン交換能を考慮するとそれを必要とする対象者に投与する量は低下する。よって、正常範囲を超えるカリウム濃度の上昇に苦しむ患者に対して、1日3回、約1.25グラム、2.5グラム、5グラム、及び10グラムのZS−9を投与する。
本明細書及び本明細書に記載の本発明の実行を考慮すれば本発明のその他の態様及び使用は、当業者には明らかである。米国の特許及び外国の特許及び特許出願を含む本明細書で記載のすべての参照は、具体的にはその全体が参照により本明細書に組み込まれる。本明細書及び実施例は、以下の特許請求の範囲に示される本発明の真の範囲と思想を伴った例示としてのみ見なされることを意図している。
実施例19
ZS(ZS−2)は、上記米国特許第6,814,871号、5,891,417号、及び5,888,472号に記載の公知の技術に従って調製される。ZS−2のX線粉末回折パターンは、以下のような特徴的なd間隔範囲及び強度を有する。
この例の一側面では、実施例14で記載したバッフル付き反応器を用いてZS−2結晶を調製する。この材料を、実施例13で記載した技術に従ってプロトン化する。ZS結晶の中央粒径が3ミクロン超であり、直径3ミクロン未満の粒子がこの組成物中の粒子の7%未満になるようにこの材料を選別した。このZS結晶のナトリウム含有量は12重量%未満である。毎食5g、10g、及び15gの量で患者に投与するように剤形を調製する。この例に従って調製したZS−2結晶は、血清カリウムを下げるのに有用であり、ZS−2を調製する別の技術を用いて製造することもできる。これら別の製造技術は、所定の状況では利点がある場合がある。
実施例20
プロトン化ZS結晶のいくつかのバッチを実施例16に記載した反応器を用いて調製した。
ZS結晶のバッチは、一般に以下の代表例に従って調製した。
反応物を以下のように調製した。図17に示す200Lの反応器に、ケイ酸ナトリウム(56.15kg)を加えて、脱イオン水(101.18kg)を投入した。水酸化ナトリウム(7.36kg)を反応器に加えて、水酸化ナトリウムが完全に溶解するまで10分間超の間高速で撹拌しながら反応器内で溶解させた。撹拌を継続しながら酢酸ジルコニウム(23kg)を反応器に加えて、30分間撹拌した。反応器を210℃±5℃に設定し、反応物を150rpmで60時間以上混合した。
反応期間後、反応器を60℃〜80℃まで冷却し、反応物のスラリーを濾過して洗浄し、約100℃の温度で4時間以上かけて乾燥した。乾燥した結晶をプロトン化するため、脱イオン水(46L)を投入して結晶を再びスラリー化した。15%HCl溶液(約5〜7kgの15%HCl溶液)を25〜35分間スラリーと混合した。プロトン化反応の後、反応物を再度濾過乾燥し、約75L以上の脱イオン水で洗浄した。
上記の手順により製造したプロトン化ZS結晶のいくつかのバッチの例示的な詳細を表7に示す。
上記で得たH−ZS−9のXRDプロットを図25〜図28に示す。これらXRDプロットから、H−ZS−9は所望のカリウム交換能を有する、商業的に高いバッチ量で製造することができることが分かった。ロット5602−26812−Aが最も均一な結晶性分布を有していた。結晶化条件によって非常に均一な粒径分布が得られる場合、続くプロトン化工程によって陽イオン交換能が3.4ミリ当量/gから3.1ミリ当量/gに低下することが分かった。これに対して、ロット5602−28312−A、5602−29112−A、及び5602−29812−Aは粒径分布の均一性が低下していた。粒径分布の均一性が低下したのは、反応器の充填率を上げたことによるものだった。充填率を80〜90%にした場合、粒径分布の均一性が低下した。しかしながら、続いてこれらのロットをプロトン化したところ、カリウム交換能が予想外に大きく増加した。本発明による反応は、プロトン化時にカリウム交換能を高めるような方法で実行することができるので、他の方法で可能と思われるよりも高い交換能を有するZS−9を商業的に高い量で得ることができると予想される。
また、リガクMiniFlex600でリートベルト法を用いてバッチの異なるプロトン化ZS結晶試料の回折パターンを求めるために相の定量を行った。200Lの反応器を用いる製造手順により、表8に記載する相組成物を製造し、図25〜図29に示すXRDデータを得た。
製造したバッチごとの回折パターンから、一連の非晶質結晶に加えてZS−9結晶とZS−7結晶の混合物であることが分かった。上記工程に従って大型の200Lの反応器で製造したZS結晶では、ZS−8結晶の濃度は検出できるレベルではなく、従来製造されていた結晶に比べて非晶性物質の濃度が低いことが分かった。ZS−8結晶は望ましくない程溶解度が高く、ZS−8結晶を伴うと尿中のジルコニウム濃度が上昇するため、ZS−8結晶が存在しないことは非常に望ましい。具体的には、尿中のジルコニウム濃度は典型的には約1ppbである。ZS−8不純物を含むケイ酸ジルコニウムを投与すると、尿のジルコニウム濃度が5〜50ppbになった。図30で示すように、ZS−8の存在はXRDで確認することができる。本態様によるZS−9結晶は、可溶性ZS−8という不純物をなくし、非晶性物質の含有量を最少にすることによって尿中のジルコニウム濃度が低下していると予測される。
実施例21
実施例20に記載したプロトン化ジルコニウム結晶のバッチを、高カリウム血症を患っているヒトの対象者を治療する研究に用いた。これらZS組成物は、一般にZS−9とZS−7の混合物を含むとされており、ZS−9が約70%、ZS−7が約28%で存在した(以下、ZS−9/ZS−7)。測定されたすべてのZS−9/ZS−7結晶は、検出可能な量のZS−8結晶を含んでいなかった。実施例17に記載した方法に従ってZS−9/ZS−7組成物を対象者に投与した。結果の要約を表9に示す。
驚くべきことに、ZS−9/ZS−7組成物を投与した対象者の糸球体濾過率(GFR)は、患者のベースラインに比べて予想外に高かった。いずれかの特定の理論に束縛されるわけではないが、本発明者らは、GFRが向上し、クレアチニン濃度が低下したのは(上記表9を参照)ZS−9/ZS−7組成物中にZS−8不純物が存在しないことによるものと推測する。従来技術で一般に知られているように、ZS−8結晶はより溶解度が高く、よって系内を循環することができるという特徴を有する。これは、従来技術に記載のジルコニウム結晶を投与するとBUNとクレアチニン濃度が上昇する原因である場合があると本発明者らは考えている。
本臨床試験では、中程度の量のZS−9/ZS−7を摂取すると、驚く程、また予想外に患者のクレアチニン濃度を下げることが分かった。
軽度から中程度の高カリウム血症を有する対象者(i−STATカリウム濃度が5.0〜6.5mmol/l(数値を含める))合計750人を、臨床試験に登録する。この臨床試験は二重盲検法で行い、対象者を1:1:1:1:1で無作為に抽出する。初期の48時間(急性期)にZSを4種の投与量(1.25g、2.5g、5g、及び10g)のいずれか、又は対照としてプラセボを1日3回(TID)食事と共に与える。続く亜急性期(無作為化治療中止試験)では、急性期に実薬投与で治療された対象者で、正常カリウム血(i−STATカリウム値が3.5〜4.9mmol/l(数値を含める))になった対象者を無作為に抽出して、亜急性期の12日間、1日1回(QD)の投薬を行う。急性期治療及び亜急性期治療に割り振る無作為抽出は1回のみとする。亜急性期は、実薬投与で正常カリウム血になった対象者及びプラセボで正常カリウム血になった対象者を含む。前者は、1:1の比で無作為に抽出され、急性期に投与されたZSの量と同じ投与量を1日1回のみ投与される群と、1日1回プラセボを投与される群に分けられる。
急性期にプラセボで治療して、試験3日目の朝に正常カリウム血になった対象者を無作為に抽出して、亜急性期治療として1.25g又は2.5gのZSを1日1回投与する。独立データモニタリング委員会(iDMC)により試験の進行中に安全性及び許容性が評価される。各実薬投与群は、プラセボ対照群を含む治療群あたり150人の対象者からなり、対象者の総数は750人である。1:1:1:1:1で割り振ることにより、亜急性期で各プラセボ対照群と複数の実薬投与群との最適な条件での比較を補助する。
評価項目(endpoints):
急性期:主要有効性評価項目は、プラセボで治療した対象者とZSで治療した対象者の間の、試験薬による治療の初期48時間における血清カリウム(S−K)濃度の指数関数的変化率の違いである。副次的評価項目は、全時点でのS−K、S−Kが正常(S−K濃度が3.5〜5.0mmol/lとして定義される)になる時間、S−K濃度が0.5mmol/l低下する時間、ZS又は対照のプラセボで48時間治療を行った後にS−K濃度が正常になった対象者の割合、治療中に発生したすべての有害事象の種類、罹患率、時期、重症度、関係、及び解消を含む。
亜急性期(無作為化治療中止試験):亜急性期の主要有効性評価項目は、12日間の治療期間でのS−K濃度の指数関数的変化率の違いである。また、対象者が正常カリウム血(3.5〜5.0mmol/l)を保つ時間、再発する(高カリウム血症に戻る)時間、及び試験3日〜14日の間の対象者が正常カリウム血を保つ累積日数も求められる。その他の副次的有効性評価項目としては、亜急性期12日目の終わりに正常カリウム血(S−Kが3.5〜5.0mmol/lとして定義される)である対象者の割合がある。別の副次的有効性評価項目としては、安全性及び耐容性に加えて、その他の電解質、入院発生率、及びS−K濃度を制御する追加治療の必要性等が含まれる。
急性期の測定:試験1日目及び2日目の1回目の投与前、試験1日目の1回目の投与の1時間後、2時間後及び4時間、試験2日目の1回目の投与の1時間後及び4時間後、及び試験3日目の朝食前と治療の48時間後にカリウム濃度を評価する。この主要有効性の比較は、評価の初期48時間のすべてのS−K成績を含む。
試験1日目投与1の4時間後の時点で(i−STATにより求めた)カリウム濃度が6.5mmol/l超である対象者は、調査を中止して標準治療を受ける。投与1の4時間後の採血で(i−STATにより求めた)カリウムが6.1〜6.5mmol/lである場合、対象者をさらに投与2の後90分間診療所に留めておき、再度採血して、心電図検査(ECG)を行った。
i−STATカリウム濃度がこの時点で6.2mmol/l以上であれば、対象者の試験を中断して標準治療を開始する。i−STATカリウム濃度が6.2mmol/l未満であり、ECGがECG中止基準(以下を参照)のいずれも示していない場合、対象者の試験を継続する。試験3日目の朝、(i−STATにより求めた)カリウム濃度が3.5〜4.9mmol/l(数値を含める)になった対象者は亜急性期に入り、無作為抽出計画に定められたように、亜急性治療の12日間の間ZSの4投与量(1.25g、2.5g、5.0g、10.0g)のいずれか又はプラセボを1日1回投与される。試験3日目の朝、高カリウム性(i−STATカリウムが5.0mmol/l以上)又は低カリウム性(i−STATカリウムが3.5mmol/l未満)の対象者(プラセボ対象者を含む)については、治療が不成功であったと見なされ、試験を中止して、主治医の判断と指示の元で標準治療を受ける。このような対象者は、試験9日目(ZSの最後の投与後7日)に診療所に戻って最終の安全性追跡調査を受ける。
亜急性期の測定:亜急性期に試験を継続する対象者については、試験4日目〜6日目、9日目、及び15日目にカリウム濃度を評価する。亜急性期の終わりにカリウム濃度がまだ上昇している(5.0mmol/l以上、i−STATにより求めた)場合は、対象者は主治医に付託されて標準治療が行われる。
対象者数及び調査機関数
スクリーニングで軽度から中程度の(i−STATカリウム値が5.0〜6.5mmol/l(数値を含む))高カリウム血症と診断された合計750人の対象者が、北米、ヨーロッパ、及びオーストラリアの最大100の調査機関での調査に登録される。
組み入れ基準
1.書面によるインフォームドコンセントを提示する。
2.18歳以上である。
3.スクリーニング時(試験0日目)の平均i−STATカリウム値が5.0〜6.5mmol/l(数値を含む)である。
4.採血が繰り返し行える、又は静脈カテーテルが有効である。
5.出産可能な女性は、医学的に容認された避妊法(少なくとも1種の障壁方法)のうち2種類の形態を用いていなければならない。またスクリーニング時に陰性妊娠検査を受けなければならない。外科的に不妊である女性、又は閉経後少なくとも2年が経過した女性は出産可能とは見なさない。
除外基準
1.偽性高カリウム血症の兆候及び症状(拳を強く握りしめたために溶血した血液試料、重症の白血球増多症又は血小板増加等)。
2.7日間以内にラクツロース、キシファクサン、又はその他の非吸着性抗生物質で高アンモニア血症の治療をした対象者。
3.7日間以内に樹脂(セベラマー酢酸塩又はポリスチレンスルホン酸ナトリウム[SPS;例えばケイキサレート(登録商標)])、酢酸カルシウム、炭酸カルシウム、又は炭酸ランタンで治療した対象者。
4.平均余命が3ヶ月未満の対象者。
5.HIV陽性の対象者。
6.身体的又は精神的な活動能力を失った対象者、及び調査者によって試験規約に関連する対象者の任務を果たせないと判定された対象者。
7.妊娠中、授乳中、又は妊娠の計画がある女性。
8.糖尿病性ケトアシドーシスを有する対象者。
9.調査者によって対象者を過度の危険にさらす、又は得られるデータの質を損なう可能性があると判定された場合。
10.ZS又はその成分に対して過敏症であることがわかっている、又は過去にアナフィラキシーを起こしたことがある場合。
11.過去にZSで治療したことがある場合。
12.調査の登録時で認可されていない薬剤又は装置で30日以内に治療を受けている場合。
13.即時の治療を要する心臓不整脈が見られる対象者。
14.インスリンの投与量が確定していない対象者
15.透析を受けている対象者。
*確定した投与量でインスリン又はインスリン類似物を投与されている対象者は登録することができる。可能な場合は常に、食事前の採血はすべて、インスリン/インスリン類似物での治療の前に採取するべきである。
薬剤、投与量、及び投与方式
細孔性分画プロトン化ケイ酸ジルコニウム(ZS、粒径≧3μm)を、精製水を用いたスラリー/懸濁液として経口投与した。急性期:試験1日目及び2日目の48時間に食事と共にZSを1日3回(TID)(1.25g、2.5g、5g、及び10gを1日3回)又は対応するプラセボを合計6回投与する。
亜急性期:試験3日目〜14日目の合計12日間の投与期間中に、朝食と共にZS(1.25g、2.5g、5g、及び10gを1日3回)又は対応するプラセボを1日1回(QD)投与する(以下の試験設計を参照のこと)。
試験期間
試験期間は、対象者につき、無作為に抽出された後14日間である。すべての対象者は最後の試験治療投与の7日後に調査機関を訪れて最終追跡調査を受ける。試験は外来患者に対して行われる。亜急性期に入らなかった対象者の場合は、試験3日目に調査機関を訪れて最後の調査が行われる。最後の試験治療の7日後(試験9日目)に最終追跡調査を行う。
参照治療及び投与方式
ZSと全く同じ外見、味、匂い、及び投与方式の経口プラセボ粉剤(PROSOLV SMCC(登録商標)90、ケイ化された微結晶性セルロース)。
評価基準
有効性:規則的間隔でのS−K
薬力学的/安全性パラメータ
−規則的間隔での血清クレアチニン(S−Cr)
−その他の電解質(血清ナトリウム(S−Na)、血清マグネシウム(S−Mg)、血清カルシウム(S−Ca))
−有害事象(AE)、重篤な有害事象(SAE)、副作用が疑われる事象(SAR)、及び重篤な予期しない副作用が疑われる事象(SUSAR)
−臨床的に重要な心臓不整脈の発生
−規則的間隔でのラボ安全性データ、生命兆候、温度
中止基準
対象者のi−STATカリウム値が7.00mmol/l超または3.0mmol/l未満になった場合、又は臨床的に重大な心臓不整脈(以下を参照のこと)が見られる場合、その対象者はすぐに適切な医学的治療を受けて、治験薬の投与を中止しなければならない。
急性期:対象者のi−STATカリウム値が3.0〜3.4mmol/lになった場合、次の投与分の治験薬を投与しない。試験3日目の朝、対象者のi−STATカリウム濃度が正常範囲内(3.5〜4.9mmol/l(数値を含む))であったら、その対象者は亜急性期に登録する資格がある。
亜急性期:対象者のi−STATカリウム値が3.4mmol/l未満になったら、その対象者の試験を中止するが、試験21日目には調査機関を戻って調査を受けなければならない。以下の心臓事象のうち、いずれかが生じた場合は(急性又は亜急性期に関わらず)直ちに調査を中止する。
・重篤な心臓不整脈(心室性頻脈又は心室性細動、新規の心房細動又は心房粗動、発作性上室性頻脈、[洞頻脈以外、2度又は3度房室ブロック又は有意な徐脈[HR<40bpm])
・急性鬱血性心不全
・PR間隔の大きな増加(事前の房室ブロックの非存在下で0.25秒超まで)、幅の広いQRS複合波(事前の脚ブロックの非存在下で0.14秒超まで)、又はピークのあるT波
調査仮説
急性期:S−Kが5.1〜6.5mmol/lである対象者のS−K濃度を下げるのにZSはプラセボ対照よりも有効である(対立仮説)に対して、ZSとプラセボ対照の間には差がない(帰無仮説)という仮説を立てる。
亜急性期(無作為化中止試験):急性期の治療を終了した対象者が正常カリウム血濃度(3.5〜5.0mmol/l)を維持するのに1日1回のZSの投与はプラセボ対照よりも有効である(対立仮説)に対して、ZSの投与とプラセボ対照の間には差がない(帰無仮説)という仮説を立てる。
治験の結果から、図31に示すように、急性期の投与では血清カリウムの大きな低下が見られる。これら結果の統計的有意性を図32に示す。また、図33に示すように、亜急性期で統計的有意性が観察された。
実施例22
体外試験を行って、胃媒体に溶解後の炭酸リチウム(Boehringer Ingelheim Roxane Labs社、300mgの徐放性錠剤、米国薬局方)錠剤に及ぼす細孔性ZS−9の効果について調べて、炭酸リチウムがZS−9のKECに及ぼす効果を求めた。米国薬局方標準公定書及び米国薬局フォーラムの方法に準拠して炭酸リチウムを調製して、分析した。溶解後の薬効成分炭酸リチウムの濃度を求めた。ZS−9をこの反応混合物に添加して、濃度を50mg/mlにした。これら材料を2時間保温して、炭酸リチウムの濃度を求めた。そして、既知量のカリウムイオンをこの反応フラスコに加えて、内容物を2時間保温し、炭酸リチウムの存在下でのZS−9のカリウム交換能を求めた。
炭酸リチウムの存在下でのZS−9のKECを実施例15に記載の方法により求めたところ、炭酸リチウムによりZS−9のKECが約12%低下したことが分かった。これは大部分が、図34に示す保温媒体中の高いリチウム/カリウムイオン比(約100/1)によるものと思われる。このことは、炭酸リチウムとの併用においてZS−9が大きく影響されることを示すものではない。この試験は、併用した場合、血清中のリチウムの存在がZS−9のKEC値を低下させる場合があることを示唆している。
本明細書及び本明細書に記載の本発明の実行を考慮すれば本発明のその他の態様及び使用は、当業者には明らかである。米国の特許及び外国の特許及び特許出願を含む本明細書で記載のすべての参照は、具体的にはその全体が参照により本明細書に組み込まれる。本明細書及び実施例は、以下の特許請求の範囲に示される本発明の真の範囲と思想を伴った例示としてのみ見なされることを意図している。

Claims (74)

  1. 式(I)で表されるケイ酸ジルコニウムを含む組成物を必要とする対象者に投与することを含む、高カリウム血症を治療する方法であって、
    Zr1−xSiGe(I)
    式中、Aはカリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン、又はこれらの混合物であり、Mは少なくとも1種の骨格金属であり、該骨格金属がハフニウム(4)、スズ(4)、ニオブ(5)、チタン(4)、セリウム(4)、ゲルマニウム(4)、プラセオジム(4)、テルビウム(4)、又はこれらの混合物であり、「p」は約1から約20の値を有し、「x」は0から1未満の値を有し、「n」は約0から約12の値を有し、「y」は0から約12の値を有し、「m」は約3から約36の値を有し、かつ1≦n+y≦12であり、
    該組成物が3ミクロン超の中央粒径を有し、該組成物中、直径が3ミクロン未満である粒子が7%未満であり、該組成物のナトリウム含有量が12重量%未満であり、そして
    該対象者が他のアルカリ土類金属系薬を投与されてない、方法。
  2. 該アルカリ土類金属系薬がリチウム又はリチウム塩である、請求項1に記載の方法。
  3. 該リチウムが炭酸リチウム、クエン酸リチウム、オロチン酸リチウム、又はその他のリチウム塩から選択される、請求項2に記載の方法。
  4. 該ナトリウム含有量が6重量%未満である、請求項1に記載の方法。
  5. 該ナトリウム含有量が0.05重量%から3重量%である、請求項1に記載の方法。
  6. 該ナトリウム含有量が0.01重量%未満である、請求項1に記載の方法。
  7. 該組成物中、直径が3ミクロン未満である粒子が4%未満である、請求項1に記載の方法。
  8. 該組成物中、直径が3ミクロン未満である粒子が1%未満である、請求項1に記載の方法。
  9. 該中央粒径が5ミクロンから1000ミクロンの範囲である、請求項1に記載の方法。
  10. 該中央粒径が20ミクロンから100ミクロンの範囲である、請求項1に記載の方法。
  11. 該組成物が、少なくとも以下の第1から第5のd間隔値を示すX線粉末回折スペクトルを有し、
    該第1のd間隔が2.7〜3.5オングストロームの範囲内にあり、第1の強度値を有し、
    第2のd間隔が5.3〜6.1の範囲内にあり、第2の強度値を有し、該第2の強度値が第1の強度値より小さく、
    該第3のd間隔が1.6〜2.4オングストロームの範囲内にあり、第3の強度値を有し、
    該第4のd間隔が2.0〜2.8オングストロームの範囲内にあり、第4の強度値を有し、
    該第5のd間隔が5.9〜6.7オングストロームの範囲内にあり、第5の強度値を有し、該第3、第4、及び第5の強度値はそれぞれ該第1及び第2の強度値よりも小さい、請求項1に記載の方法。
  12. 該用量が約8〜12gの範囲である、請求項1に記載の方法。
  13. 該用量が約10gである、請求項12に記載の方法。
  14. 該ケイ酸ジルコニウムが2.8ミリ当量/g超の陽イオン交換能を有する、請求項1に記載の方法。
  15. 該カリウム交換能が2.8ミリ当量/gから3.5ミリ当量/gである、請求項14に記載の方法。
  16. 該組成物が3ミクロン超の中央粒径を有し、該組成物中、直径が3ミクロン未満である粒子は7%未満であり、該組成物のナトリウム含有量が12重量%未満である、請求項14に記載の方法。
  17. 該組成物が、以下の第1から第5のd間隔値を示すX線粉末回折スペクトルを有し、
    該第1のd間隔が2.7〜3.5オングストロームの範囲内にあり、第1の強度値を有し、
    該第2のd間隔が5.3〜6.1の範囲内にあり、第2の強度値を有し、該第2の強度値が該第1の強度値より小さく、
    該第3のd間隔が1.6〜2.4オングストロームの範囲内にあり、第3の強度値を有し、
    該第4のd間隔が2.0〜2.8オングストロームの範囲内にあり、第4の強度値を有し、
    該第5のd間隔が5.9〜6.7オングストロームの範囲内にあり、第5の強度値を有し、該第3、第4、及び第5の強度値はそれぞれ該第1及び第2の強度値よりも小さい、請求項14に記載の方法。
  18. 該カリウム交換能が2.8ミリ当量/g超である、請求項17に記載の方法。
  19. 該カリウム交換能が2.8ミリ当量/gから3.5ミリ当量/gである、請求項17に記載の方法。
  20. 該カリウム交換能が3.05ミリ当量/gから3.35ミリ当量/gである、請求項17に記載の方法。
  21. 該組成物が3ミクロン超の中央粒径を有し、該組成物中、直径が3ミクロン未満である粒子は7%未満であり、該組成物のナトリウム含有量が12重量%未満である、請求項20に記載の方法。
  22. カプセル、錠剤、粉末、顆粒、又は結晶の形態で投与する請求項1に記載の方法。
  23. カプセル、錠剤、粉末、顆粒、又は結晶の形態で投与する請求項14に記載の方法。
  24. カプセル、錠剤、粉末、顆粒、又は結晶の形態で投与する請求項17に記載の方法。
  25. 該組成物が、少なくとも48時間の間血清カリウム濃度を下げることができる量である、請求項1に記載の方法。
  26. 該組成物が下剤の非存在下で血清カリウム濃度を下げることができる、請求項1に記載の方法。
  27. 該用量が、1日3回投与される、請求項1に記載の方法。
  28. 該用量が合計約30gを含む、請求項27に記載の方法。
  29. 該組成物が部分的にプロトン化されている、請求項1に記載の方法。
  30. 該組成物が生理的pHを有する、請求項20に記載の方法。
  31. 該pHが約7〜8である、請求項27に記載の方法。
  32. 該カプセルがスプリンクル、徐放性スプリンクル、又は一包である、請求項22に記載の方法。
  33. 該カプセルが1日3回の投与用に処方される、請求項32に記載の方法。
  34. 該錠剤が、顆粒状で小包入り、又は徐放用に処方される、請求項22に記載の方法。
  35. 該粉末が、再調製用に処方される、パウチで包装される、又は経口投与懸濁液として処方される、請求項22に記載の方法。
  36. 該顆粒が、小包として又は経口投与懸濁液用に処方される、請求項22に記載の方法。
  37. 該小包が、経口投与懸濁液用に処方されるプラスチック袋入りの粉末、又は顆粒である、請求項22に記載の方法。
  38. 請求項1に記載の医薬組成物を少なくとも3回の用量で合計約15〜36g含むキット。
  39. 該対象者が急性高カリウム血症を患っている、請求項1に記載の方法。
  40. 該対象者が総投与量で約15〜45gを投与される、請求項1に記載の方法。
  41. 該対象者が総投与量で約24〜36gを投与される、請求項1に記載の方法。
  42. 該対象者が総投与量で約30gを投与される、請求項1に記載の方法。
  43. 該対象者が総投与量で約400mg/Kg/日を投与される、請求項1に記載の方法。
  44. 該対象者が、合計30gになる3回の同じ投与量を投与される、請求項1に記載の方法。
  45. 該該組成物が、カプセル、錠剤、粉末、顆粒、結晶、又は小包の剤形として投与される、請求項1に記載の方法。
  46. 該対象者が腎臓病の症状を患っている、請求項1に記載の方法。
  47. 該症状が高カリウム血症である、請求項46に記載の方法。
  48. 該対象者が、血清カリウム濃度を下げるのに十分な投与量で組成物を投与される、請求項47に記載の方法。
  49. 該組成物が1日あたり約30gを投与される、請求項48に記載の方法。
  50. 該医薬組成物が約0.4g/kg/日で投与される、請求項48に記載の方法。
  51. 該医薬組成物が、対象者においてカリウム濃度が正常値に戻る前により長い間カリウム濃度を下げることができる、請求項48に記載の方法。
  52. 該対象者が約48時間の間投与される、請求項46に記載の方法。
  53. 該対象者が、ナトリウムの放出を最少にする組成物を投与される、請求項46に記載の方法。
  54. 該対象者が、カプセル、錠剤、粉末、顆粒、結晶、又は小包の剤形として投与される、請求項46に記載の方法。
  55. 該対象者が組成物を48時間ごとに投与される、請求項1に記載の方法。
  56. 該対象者が1日3回組成物を投与される、請求項1に記載の方法。
  57. 該対象者が、総用量15〜45gの範囲で投与される、請求項1に記載の方法。
  58. 該総用量が30gである、請求項57に記載の方法。
  59. 該対象者が5〜15グラム(70〜200mg/Kg/日)の用量で組成物を投与される、請求項1に記載の方法。
  60. 該用量が5〜12グラムである、請求項59に記載の方法。
  61. 該用量が3〜10グラムである、請求項59に記載の方法。
  62. 該高カリウム血症が亜急性である、請求項59に記載の方法。
  63. 該医薬組成物が1日1回投与される、請求項1に記載の方法。
  64. 該医薬組成物が1.25〜5グラム(18〜70mg/Kg/日)の用量で投与される、請求項1に記載の方法。
  65. 該用量が2.5〜5グラム(36〜70mg/Kg/日)である、請求項1に記載の方法。
  66. 該高カリウム血症が慢性である、請求項1に記載の方法。
  67. 該対象者が組成物を1日1回投与される、請求項1に記載の方法。
  68. 該対象者が1.25〜5グラム(18〜70mg/Kg/日)の用量で組成物を投与される、請求項1に記載の方法。
  69. 該用量が2.5〜5グラム(36〜70mg/Kg/日)である、請求項1に記載の方法。
  70. 該アルカリ土類金属系薬が向精神薬である、請求項1に記載の方法。
  71. 該ケイ酸ジルコニウム組成物の投与の前に該アルカリ土類金属系薬が中断される、請求項1に記載の方法。
  72. a)式(I)で表されるケイ酸ジルコニウム:
    Zr1−xSiGe (I)
    を含む組成物及び
    b)必要とする対象者に該組成物を投与するための指示、
    を含むキットであって、
    式中、Aはカリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン、又はこれらの混合物であり、Mは少なくとも1種の骨格金属であり、該骨格金属がハフニウム(4)、スズ(4)、ニオブ(5)、チタン(4)、セリウム(4)、ゲルマニウム(4)、プラセオジム(4)、テルビウム(4)、又はこれらの混合物であり、「p」は約1から約20の値を有し、「x」は0から1未満の値を有し、「n」は約0から約12の値を有し、「y」は0から約12の値を有し、「m」は約3から約36の値を有し、かつ1≦n+y≦12であり、該組成物が3ミクロン超の中央粒径を有し、
    該組成物中、直径が3ミクロン未満である粒子が7%未満であり、該組成物のナトリウム含有量が12重量%未満であり、そして
    該対象者がその他のアルカリ土類金属系薬を投与されていない、キット。
  73. 該指示が、リチウム又はリチウム塩が投与されている対象者への投与を除外するようにという禁忌警告をさらに含む、請求項72に記載のキット。
  74. 該指示が、リチウムの共投与を行わずに該組成物を投与するようにという禁忌警告をさらに含む、請求項72に記載のキット。
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