JP7341061B2 - 治療用又は診断用薬剤を含む粒子並びにその懸濁液及び使用方法 - Google Patents

Description

本発明の背景
信頼性の高い、便利な、そしてコスト効率の良い、投与するための治療用及び診断用製剤に対する、緊急の且つ未だ対処されていないニーズが存在する。これは特に、生命を脅かし衰弱させる幅広い疾患の治療において、ますます重要になっている、治療用タンパク質、例えば、モノクローナル抗体に関して当てはまる。望ましい製剤は、最小限の体積の製剤を使用して高用量の薬剤を投与することができるように、高濃度の治療用又は診断用薬剤を含み、適切な安定性を有する。場合によっては、これは、必要とされる用量を送達する時間及び患者が経験する疼痛又は不快感を減らすのに役立つ。場合によっては、これはまた、薬剤の投与の頻度を減らすのに役立ち得る。しかしながら、そのような製剤の特質は、典型的には、水溶液では達成できない。高濃度の水性の治療用又は診断用薬剤の特徴は、しばしば、標準的な注射装置の使用を妨げる高い流体動粘度によって示される一方で、有効成分の分解は、１つ又はいくつかの経路を通って、加速度的に進行する。

本発明の概要
一つの態様において、本発明は、第１の治療用又は診断用薬剤を含む第１の液体の流れを、コレクタ（例えば、別の液体）に向かって、エレクトロスプレーすること、例えば、従来のエレクトロスプレーをすることによる、粒子を形成する方法を提供し、粒子がコレクタで回収され、液体中の第１の治療用又は診断用薬剤の濃度が、０．０００１～１０００ｍｇ／ｍＬ、例えば、１～１０００ｍｇ／ｍＬ、１～９００ｍｇ／ｍＬ、１～５００ｍｇ／ｍＬ、１～２５０ｍｇ／ｍＬ、１～１００ｍｇ／ｍＬ、１～５０ｍｇ／ｍＬ、５～１０００ｍｇ／ｍＬ、１００～９００ｍｇ／ｍＬ、１５０～８００ｍｇ／ｍＬ、又は２００～７００ｍｇ／ｍＬの範囲であり、液体の粘度が、０．１～５０００ｃＰ、例えば、０．７５～１．５ｃＰ、０．１～１０００ｃＰ、０．１～１００ｃＰ、１～５０００ｃＰ、１０～１０００ｃＰ、又は１００～５００ｃＰの範囲である。いくつかの実施形態において、本発明は、第２の液体中のカプセル化物質の環状の流れをコレクタに向かってエレクトロスプレーすること、及びカプセル化物質の環状の流れに対して中央に、第１の液体の流れをエレクトロスプレーすることによる、粒子を形成する方法を提供する。いくつかの実施形態において、カプセル化物質は第１の液体中にある。

別の態様において、本発明は、第１の治療用又は診断用薬剤を含む第１の液体をエレクトロスプレーして、例えば、従来のエレクトロスプレーをして、小滴を形成し、第１の液体を除去して（例えば、蒸発させて）粒子を小滴から生成する方法を提供する。粒子中の治療用又は診断用薬剤は、０．５～１．０活性／単位、例えば、０．７５～１．０活性／単位、又は０．９～１．０活性／単位を有する。

いずれの方法においても、本方法は、粒子を医薬的に許容される媒体に懸濁し、これにより医薬組成物を形成することをさらに含み得る。代替的に、粒子は、乾燥形態の医薬組成物、例えば、粉末として製剤化され得る。

いくつかの実施形態において、カプセル化物質は、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（アクリル酸）、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（乳酸）、ポリ（グリコール酸）、ポリカプロラクトン、ポリ（乳酸－ｃｏ－グリコール酸）、キトサン、セルロース、又はそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、カプセル化物質は、任意の添加剤、治療用薬剤、又は診断用薬剤である。

他の実施態様において、第１の液体が、水性、有機溶媒、イオン液体、ヒドロゲル、イオノゲル、又はそれらの組み合わせである。有機溶媒は、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、ヒマシ油、ココナツ油、トウモロコシ油、綿実油、魚油、ブドウ種子油、ヘーゼルナッツ油、水添パーム核油、オリーブ油、ピーナッツ油、ハッカ油、ベニバナ油、ゴマ油、ダイズ油、ヒマワリ油、植物油、クルミ油、ポリエチレングリコール、グリコフロール、アセトン、ジグリム、ジメチルアセトアミド、ジメチルイソソルビド、ジメチルスルホキシド、エタノール、酢酸エチル、エチルエーテル、乳酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸メチル、メチルイソブチルケトン、メチルｔｅｒｔ－ブチルエーテル、Ｎ－メチルピロリドン、パーフルオロデカリン、２－ピロリドン、トリグリセリド、テトラヒドロフルフリルアルコール、分画された植物脂肪酸Ｃ８及びＣ１０のトリグリセリド（例えば、ＭＩＧＬＹＯＬ（登録商標）８１０及びＭＩＧＬＯＹＬ（登録商標）８１２Ｎ）、飽和植物脂肪酸Ｃ８及びＣ１０のプロピレングリコールジエステル（例えば、ＭＩＧＬＹＯＬ（登録商標）８４０）、オレイン酸エチル、カプリン酸エチル、アジピン酸ジブチル、脂肪酸エステル、ヘキサン酸、オクタン酸、トリアセチン、ジエチルグリコールモノエーテル、ガンマ－ブチロラクトン、オイゲノール、クローブバッド油、シトラール、リモネン、及びそれらの任意の組み合わせを含む。水性液体は、水、０．９％生理食塩水、乳酸加リンガー溶液、及び緩衝液（例えば、酢酸緩衝液、ヒスチジン緩衝液、コハク酸緩衝液、ＨＥＰＥＳ緩衝液、トリス緩衝液、炭酸緩衝液、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、グリシン緩衝液、バルビタール緩衝液、及びカコジル酸緩衝液）を含む。液体は、炭水化物、ｐＨ調整剤、塩、キレート剤、ミネラル、ポリマー、界面活性剤、タンパク質安定化剤、乳化剤、防腐剤、アミノ酸、抗酸化剤、タンパク質、有機溶媒、又は栄養培地などの別の成分をさらに含み得る。いくつかの実施形態において、他の成分のそれぞれは、独立して、噴霧される液体の０．０００１～９９％（ｗ／ｖ）、例えば、０．０００１～９０％（ｗ／ｖ）、０．０００１～５０％（ｗ／ｖ）、０．０００１～１０％（ｗ／ｖ）、０．０００１～１％（ｗ／ｖ）、又は０．０００１～０．１％（ｗ／ｖ）である。当業者は、噴霧される液体中の他の成分の適切な量を決定することができるだろう。炭水化物は、デキストラン、トレハロース、スクロース、アガロース、マンニトール、ラクトース、ソルビトール、及びマルトースを含む。ｐＨ調整剤は、例えば、酢酸塩、クエン酸塩、グルタミン酸塩、グリシン酸塩、ヒスチジン、乳酸塩、マレイン酸塩、リン酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、重炭酸塩、水酸化アルミニウム、リン酸、塩酸、ＤＬ－乳酸／グリコール酸、ホスホリルエタノールアミン、トロメタミン、イミダゾール、グリシルグリシン、又はグルタミン酸一ナトリウムであってよい。塩は、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、水酸化ナトリウム、塩化第一スズ、硫酸マグネシウム、グルコへプトン酸ナトリウム、過テクネチウム酸ナトリウム、又は塩酸グアニジンを含む。キレート剤は、例えば、エデト酸二ナトリウムであることができる。ミネラルは、例えば、カルシウム、亜鉛、又はチタン二酸化物であることができる。適切なポリマーは、プロピレングリコール、グルコーススターポリマー、シリコーンポリマー、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロース、ポリ（グリコール酸）、ポリ（乳酸－ｃｏ－グリコール酸）、及びポリ乳酸を含む。界面活性剤は、例えば、ポリソルベート、ステアリン酸マグネシウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ポリエチレングリコールノニルフェニルエーテル（トリトン（商標）Ｎ－１０１）、グリセリン、又はポリオキシエチル化ヒマシ油であることができる。タンパク質安定化剤は、アセチルトリプトファン塩、カプリル酸塩、及びＮ－アセチルトリプトファンを含む。乳化剤は、例えば、ポリソルベート８０、ポリソルベート２０、ソルビタンモノオレアート、エタノールアミン、ポリオキシル３５ヒマシ油、ポリオキシル４０水添ヒマシ油、カルボマー１３４２、トウモロコシ油－モノ－ジ－トリグリセリド、ポリオキシエチル化オレイン酸グリセリド、又はポロキサマーであることができる。防腐剤は、フェノール、ｍ－クレゾール、ベンジルアルコール、２－フェニルオキシエタノール、クロロブタノール、ネオマイシン、塩化ベンゼトニウム、グルタルアルデヒド、又はベータ－プロピオラクトンを含む。アミノ酸は、例えば、アラニン、アスパラギン酸、システイン、イソロイシン、グルタミン酸、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、ピロリジン、セリン、セレノシステイン、スレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン、アスパラギン、Ｌ－アルギニン、ヒスチジン、グリシン、又はグルタミン、例えば、アスパラギン、Ｌ－アルギニン、ヒスチジン、グリシン、又はグルタミンであってよい。抗酸化剤は、例えば、グルタチオン、アスコルビン酸、システイン、又はトコフェロールであることができる。タンパク質は、例えば、プロタミン、硫酸プロタミン、又はゼラチンであることができる。有機溶媒は、ジメチルスルホキシド又はＮ－メチル－ピロリドン、Ｎ－エチル－ピロリドン、又はそれらの混合物であることができる。適切な保存料は、ヒドロキシ安息香酸メチル、チメロサール、パラベン、ホルムアルデヒド、及びヒマシ油を含む。液体は、アデニン、リン酸トリ－ｎ－ブチル、オクタフルオロプロパン、白色ワセリン、又はｐ－アミノフェニル－ｐ－アニセートをさらに含み得る。例示的なイオン液体は、ピリジニウム、ピリダジニウム、ピリミジニウム、ピラジニウム、イミダゾリウム、ピラゾリウム、チアゾリウム、オキサゾリウム、トリアゾリウム、アンモニウム、スルホニウム、ハロゲン化物、硫酸塩、スルホン酸塩、炭酸塩、リン酸塩、重炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、ＰＦ_６ ^－、ＢＦ_４ ^－、トリフラート、ノナフラート、ビス（トリフィル）アミド（ｂｉｓ（ｔｒｉｆｙｌ）ａｍｉｄｅ）、トリフルオロアセテート、ヘプタフルオロブタノエート、ハロアルミネート、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。例示的なヒドロゲル又はイオノゲルは、コラーゲンヒドロゲル、キトサンヒドロゲル、メチルセルロースヒドロゲル、デキストランヒドロゲル、アルギン酸ヒドロゲル、アガロースヒドロゲル、ポリ（メチルメタクリレート）ヒドロゲル、ポリ（アミドアミン）ヒドロゲル、ポリ（エチレンイミン）ヒドロゲル、ポリエチレンオキシドヒドロゲル、ゼラチンヒドロゲル、ヒアルロン酸ヒドロゲル、及びそれらの任意の組み合わせである。

いくつかの実施形態において、医薬組成物が、０．０００１～１０００ｍｇ／ｍＬの、例えば、１００～８００、２００～７００、２００～６００、又は３００～７００ｍｇ／ｍＬの、第１の治療用又は診断用薬剤の濃度を有する。

いくつかの実施形態において、医薬組成物が、第２の治療用又は診断用薬剤を、例えば、０．０００１～１０００ｍｇ／ｍＬの濃度で含む。第１の治療用又は診断用薬剤及び第２の治療用又は診断用薬剤は、同じである又は異なることができる。

治療用及び診断用薬剤は、核酸、オリゴヌクレオチド、抗体、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、細胞、細菌、遺伝子治療薬、ゲノム工学治療薬、エピゲノム工学治療薬、炭水化物、化学的薬物、コントラスト剤、磁性粒子、ポリマービーズ、金属ナノ粒子、金属微粒子、量子ドット、抗酸化剤、抗生剤、ホルモン、核タンパク質、多糖、糖タンパク質、リポタンパク質、ステロイド、鎮痛剤、局所麻酔薬、抗炎症剤、抗微生物剤、化学療法剤、エキソソーム、外膜小胞、ワクチン、ウイルス、バクテリオファージ、アジュバント、ビタミン、ミネラル、オルガネラ、及びそれらの任意の組み合わせを含む。

いくつかの実施形態において、エレクトロスプレーされる第２の液体、液体コレクタ、又は懸濁媒体のいずれかが、水性、有機溶媒、イオン液体、ヒドロゲル、イオノゲル、又はそれらの組み合わせである。媒体に使用するための有機溶媒は、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、ヒマシ油、ココナツ油、トウモロコシ油、綿実油、魚油、ブドウ種子油、ヘーゼルナッツ油、水添パーム核油、オリーブ油、ピーナッツ油、ハッカ油、ベニバナ油、ゴマ油、ダイズ油、ヒマワリ油、植物油、クルミ油、ポリエチレングリコール、グリコフロール、アセトン、ジグリム、ジメチルアセトアミド、ジメチルイソソルビド、ジメチルスルホキシド、エタノール、酢酸エチル、エチルエーテル、乳酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸メチル、メチルイソブチルケトン、メチルｔｅｒｔ－ブチルエーテル、Ｎ－メチルピロリドン、パーフルオロデカリン、２－ピロリドン、トリグリセリド、テトラヒドロフルフリルアルコール、分画された植物脂肪酸Ｃ８及びＣ１０のトリグリセリド（例えば、ＭＩＧＬＹＯＬ（登録商標）８１０及びＭＩＧＬＯＹＬ（登録商標）８１２Ｎ）、飽和植物脂肪酸Ｃ８及びＣ１０のプロピレングリコールジエステル（例えば、ＭＩＧＬＹＯＬ（登録商標）８４０）、オレイン酸エチル、カプリン酸エチル、アジピン酸ジブチル、脂肪酸エステル、ヘキサン酸、オクタン酸、トリアセチン、ジエチルグリコールモノエーテル、ガンマ－ブチロラクトン、オイゲノール、クローブバッド油、シトラール、リモネン、及びそれらの任意の組み合わせを含む。例示的な水性液体は、水、０．９％生理食塩水、乳酸加リンガー溶液、及び緩衝液（例えば、酢酸緩衝液、ヒスチジン緩衝液、コハク酸緩衝液、ＨＥＰＥＳ緩衝液、トリス緩衝液、炭酸緩衝液、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、グリシン緩衝液、バルビタール緩衝液、及びカコジル酸緩衝液）である。媒体は、炭水化物、ｐＨ調整剤、塩、キレート剤、ミネラル、ポリマー、界面活性剤、タンパク質安定化剤、乳化剤、防腐剤、アミノ酸、抗酸化剤、タンパク質、有機溶媒、又は栄養培地などの別の成分をさらに含み得る。いくつかの実施形態において、他の成分のそれぞれは、独立して、液体の０．０００１～９９％（ｗ／ｖ）、例えば、０．０００１～９０％（ｗ／ｖ）、０．０００１～５０％（ｗ／ｖ）、０．０００１～１０％（ｗ／ｖ）、０．０００１～１％（ｗ／ｖ）、又は０．０００１～０．１％（ｗ／ｖ）である。当業者は、液体中の他の成分の適切な量を決定することができるだろう。炭水化物は、デキストラン、トレハロース、スクロース、アガロース、マンニトール、ラクトース、ソルビトール、又はマルトースを含む。ｐＨ調整剤は、酢酸塩、クエン酸塩、グルタミン酸塩、グリシン酸塩、ヒスチジン、乳酸塩、マレイン酸塩、リン酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、重炭酸塩、水酸化アルミニウム、リン酸、塩酸、ＤＬ－乳酸／グリコール酸、ホスホリルエタノールアミン、トロメタミン、イミダゾール、グリシルグリシン、又はグルタミン酸一ナトリウムを含む。塩は、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、水酸化ナトリウム、塩化第一スズ、硫酸マグネシウム、グルコへプトン酸ナトリウム、過テクネチウム酸ナトリウム、又は塩酸グアニジンを含む。例示的なキレート剤はエデト酸二ナトリウムである。ミネラルは、カルシウム、亜鉛、及びチタン二酸化物を含む。ポリマーは、プロピレングリコール、グルコーススターポリマー、シリコーンポリマー、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロース、ポリ（グリコール酸）、ポリ（乳酸－ｃｏ－グリコール酸）、及びポリ乳酸を含む。界面活性剤は、ポリソルベート、ステアリン酸マグネシウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ポリエチレングリコールノニルフェニルエーテル（トリトン（商標）Ｎ－１０１）、グリセリン、又はポリオキシエチル化ヒマシ油を含む。タンパク質安定化剤は、アセチルトリプトファン塩、カプリル酸塩、又はＮ－アセチルトリプトファンを含む。乳化剤は、例えば、ポリソルベート８０、ポリソルベート２０、ソルビタンモノオレアート、エタノールアミン、ポリオキシル３５ヒマシ油、ポリオキシル４０水添ヒマシ油、カルボマー１３４２、トウモロコシ油－モノ－ジ－トリグリセリド、ポリオキシエチル化オレイン酸グリセリド、又はポロキサマーであることができる。防腐剤は、フェノール、ｍ－クレゾール、ベンジルアルコール、２－フェニルオキシエタノール、クロロブタノール、ネオマイシン、塩化ベンゼトニウム、グルタルアルデヒド、及びベータ－プロピオラクトンを含む。アミノ酸は、例えば、アラニン、アスパラギン酸、システイン、イソロイシン、グルタミン酸、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、ピロリジン、セリン、セレノシステイン、スレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン、アスパラギン、Ｌ－アルギニン、ヒスチジン、グリシン、又はグルタミン、例えば、アスパラギン、Ｌ－アルギニン、ヒスチジン、グリシン、又はグルタミンであってよい。適切な抗酸化剤は、グルタチオン、アスコルビン酸、システイン、及びトコフェロールを含む。タンパク質は、プロタミン、硫酸プロタミン、又はゼラチンであることができる。有機溶媒は、ジメチルスルホキシド、Ｎ－エチル－ピロリドン、Ｎ－メチル－ピロリドン、又はそれらの混合物であることができる。保存料は、例えば、ヒドロキシ安息香酸メチル、チメロサール、パラベン、ホルムアルデヒド、又はヒマシ油であることができる。媒体は、例えば、アデニン、リン酸トリ－ｎ－ブチル、オクタフルオロプロパン、白色ワセリン、又はｐ－アミノフェニル－ｐ－アニセートをさらに含み得る。イオン液体は、例えば、ピリジニウム、ピリダジニウム、ピリミジニウム、ピラジニウム、イミダゾリウム、ピラゾリウム、チアゾリウム、オキサゾリウム、トリアゾリウム、アンモニウム、スルホニウム、ハロゲン化物、硫酸塩、スルホン酸塩、炭酸塩、リン酸塩、重炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、ＰＦ_６ ^－、ＢＦ_４ ^－、トリフラート、ノナフラート、ビス（トリフィル）アミド、トリフルオロアセテート、ヘプタフルオロブタノエート、ハロアルミネート、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。例示的なヒドロゲル又はイオノゲルは、コラーゲンヒドロゲル、キトサンヒドロゲル、メチルセルロースヒドロゲル、デキストランヒドロゲル、アルギン酸ヒドロゲル、アガロースヒドロゲル、ポリ（メチルメタクリレート）ヒドロゲル、ポリ（アミドアミン）ヒドロゲル、ポリ（エチレンイミン）ヒドロゲル、ポリエチレンオキシドヒドロゲル、ゼラチンヒドロゲル、ヒアルロン酸ヒドロゲル、及びそれらの任意の組み合わせである。

ある実施形態において、第１の液体、第２の液体、回収液体、又は媒体中に存在する、追加の化合物、すなわち、添加剤の量は、以下の表に示されるとおりである。パーセンテージは、全溶質添加量の質量パーセンテージとしてのものである。１０ｍｇ／ｍＬの濃度の治療薬及び５ｍｇ／ｍＬの濃度の添加剤を含む第１の液体の場合、例えば、全溶質集団に対する添加剤の質量分率は、３３％である。

第２の液体、回収液体、及び媒体の場合、範囲４は、表に列挙される任意の添加剤について、１００％までであってよい。

いくつかの実施形態において、粒子が、０．１～１０００μｍ、例えば、１～４００μｍ、１～２００μｍ、１～１００μｍ、１～５０μｍ、１～２５μｍ、１～１０μｍ、１０～１００μｍ、５０～１００μｍ、５０～７５μｍ、又は７５～１００μｍの直径を有する。

ある実施形態において、粒子が、０．０５～０．９の多分散性指数を有する。

いくつかの実施形態において、医薬組成物が、０．２７～２００ｃＰ、例えば、０．２７～１００ｃＰ、０．２７～５０ｃＰ、０．２７～３０ｃＰ、２０～５０ｃＰ、１～３０ｃＰ、１～２０ｃＰ、又は１～１５ｃＰの粘度を有する。

ある実施形態において、医薬組成物が、５～９０体積％の粒子、例えば、２０～９０体積％、４０～８０体積％、５０～６０体積％、又は７０～９０体積％の粒子を含む。

関連する態様において、本発明は、本発明の方法によって作製された粒子を含む組成物を提供する。

別の態様において、本発明は、本発明の方法によって作製された粒子を含む医薬組成物を投与することによって、第１の治療用又は診断用薬剤を投与する方法を提供する。

別の態様において、本発明は、第１の治療用又は診断用薬剤を哺乳動物に投与する方法を提供する。この方法は、有効量の医薬組成物を哺乳動物に投与することを含む。ある実施形態において、医薬組成物は、媒体及び粒子を含み、粒子は治療用又は診断用薬剤を含み、ここで、医薬組成物が、０．２７～２００ｃＰ、例えば、０．２７～１００ｃＰ、０．２７～５０ｃＰ、０．２７～３０ｃＰ、２０～５０ｃＰ、１～３０ｃＰ、１～２０ｃＰ、又は１～１５ｃＰの粘度、及び０．０００１～１０００ｍｇ／ｍＬ、例えば、１００～８００、２００～７００、２００～６００、又は３００～７００ｍｇ／ｍＬの第１の治療用又は診断用薬剤の濃度を有する。他の実施態様において、医薬組成物は、乾燥形態の、治療用又は診断用薬剤を含む粒子である。関連する態様において、本発明は、第１の治療用又は診断用薬剤を含む粒子を含む、組成物、例えば、医薬組成物を提供する。ある実施形態において、組成物は媒体をさらに含み、ここで組成物が、０．２７～２００ｃＰ、例えば、０．２７～１００ｃＰ、０．２７～５０ｃＰ、０．２７～３０ｃＰ、２０～５０ｃＰ、１～３０ｃＰ、１～２０ｃＰ、又は１～１５ｃＰの粘度、及び０．０００１～１０００ｍｇ／ｍＬ、例えば、１００～８００、２００～７００、２００～６００、又は３００～７００ｍｇ／ｍＬの第１の治療用又は診断用薬剤の濃度を有する。他の実施態様において、組成物は粒子を乾燥形態で含む。

いくつかの実施形態において、組成物が、５～９０体積％の粒子、例えば、２０～９０体積％、４０～８０体積％、５０～６０体積％、又は７０～９０体積％の粒子を含む。

投与は、耳介、頬側、結膜、皮膚、歯、電気浸透、子宮頸管内、洞内、気管内、経腸、硬膜外、羊膜外、体外、浸潤、間質、腹腔内、羊膜内、動脈内、関節内、胆管内、気管支内、嚢内、心臓内、軟骨内、仙骨内、空洞内、腔内、大脳内、槽内、角膜内、歯冠内、冠動脈内、海綿体内、皮内、椎間板内、管内、十二指腸内、硬膜内、表皮内、食道内、胃内、歯肉内、回腸内、病巣内、管腔内、リンパ腺内、骨髄内、髄膜内、筋肉内、眼内、卵巣内、心膜内、腹膜内、胸膜内、前立腺内、肺内、鼻洞又は眼窩周囲洞内、脊髄内、滑膜内、腱内、精巣内、包膜内、胸腔内、尿細管内、腫瘍内、鼓膜内、子宮内、血管内、静脈内、静脈内ボーラス、静脈内点滴、心室内、膀胱内、硝子体内、イオン浸透法、洗浄、喉頭、鼻、経鼻胃、閉鎖包帯法、眼、経口、中咽頭、非経口、経皮膚、関節周囲、硬膜外、神経周囲、歯周、直腸、吸入、眼球後、軟組織、くも膜下、結膜下、皮下、舌下、粘膜下、局所、経真皮、経粘膜、経胎盤、経気管、経鼓膜、尿管、尿道、又は膣投与によって、行ってよい。

本発明の任意の態様のいくつかの実施形態において、粘度は、ニュートン領域のせん断速度で測定される。他の実施態様において、粘度は、１００ｓ^－１以上の、例えば、１０００ｓ^－１の、又は１０００ｓ^－１より大きいせん断速度で測定される。

いくつかの実施形態において、第１の液体中の第１の治療用又は診断用薬剤の濃度が、０．０００１～１０００ｍｇ／ｍＬ、例えば、１～１０００ｍｇ／ｍＬ、１～９００ｍｇ／ｍＬ、１～５００ｍｇ／ｍＬ、１～２５０ｍｇ／ｍＬ、１～１００ｍｇ／ｍＬ、１～５０ｍｇ／ｍＬ、５～１０００ｍｇ／ｍＬ、１００～９００ｍｇ／ｍＬ、１５０～８００ｍｇ／ｍＬ、又は２００～７００ｍｇ／ｍＬである。

別の態様において、本発明は、第１の治療用又は診断用薬剤を哺乳動物に投与する方法を提供する。この方法は、治療用又は診断用薬剤を含む粒子の、有効量の懸濁液又は乾燥製剤を哺乳動物に投与することを含み、ここで、第１の治療用又は診断用薬剤が０．５～１．０活性／単位、例えば、０．７５～１．０活性／単位、又は０．９～１．０活性／単位（例えば、約０．９９活性／単位）を有する。関連する態様において、本発明は、０．５～１．０活性／単位、例えば、０．７５～１．０活性／単位、又は０．９～１．０活性／単位を有する、第１の治療用又は診断用薬剤を含む粒子を含む組成物を提供する。組成物は、非水性又は水性液体中の粒子の懸濁液であってよい。代替的に、組成物は、吸入又は無針注射用などの、乾燥形態、例えば、粉末である。組成物は、第１の治療用又は診断用薬剤が有効量で存在する、医薬組成物の形態であってよい。

いくつかの実施形態において、懸濁液が、０．２７～２００ｃＰ、例えば、０．２７～１００ｃＰ、０．２７～５０ｃＰ、０．２７～３０ｃＰ、２０～５０ｃＰ、１～３０ｃＰ、１～２０ｃＰ、又は１～１５ｃＰの粘度を有する。

いくつかの実施形態において、懸濁液が、５～９０体積％の粒子、例えば、例えば、２０～９０体積％、４０～８０体積％、５０～６０体積％、又は７０～９０体積％の粒子を含む。

いくつかの実施形態において、懸濁液が、０．０００１～１０００ｍｇ／ｍＬ、例えば、１００～８００、２００～７００、２００～６００、又は３００～７００ｍｇ／ｍＬの第１の治療用又は診断用薬剤の濃度を有する。

いくつかの実施形態において、懸濁液中の液体又は乾燥製剤が、第２の治療用又は診断用薬剤を、例えば、０．０００１～１０００ｍｇ／ｍＬの濃度で含む。第１の治療用又は診断用薬剤及び第２の治療用又は診断用薬剤は、同じであるか、又は異なることができる。

定義

用語「活性」は、２つの時点における治療用又は診断用薬剤の機能的又は構造的態様の割合を指す。この割合の分母は、エレクトロスプレー粒子形成の直前の、供給溶液中の治療用又は診断用薬剤の機能的又は構造的態様の尺度に対応する。この割合の分子は、後の時点、例えば、エレクトロスプレー粒子形成の直後の、治療用又は診断用薬剤の機能的又は構造的態様の同じ尺度に対応する。ある実施形態において、タンパク質の活性は、ＳＥＣ－ＨＰＬＣ又は選択標的への結合に対するタンパク質の傾向によって評価される。

用語「従来のエレクトロスプレー」は、キャピラリーチューブ、水圧ポンプ、電源、及び対電極を含むアセンブリで生成されるエレクトロスプレーを指すのに使用される。キャピラリーチューブ及び対電極が、互いに距離を置いて調整され、誘電媒体中に配置される。電源はチューブを対電極に電気的に連結し、その結果、相対的電気バイアスをかけることができる。これは電場を生成し、その電場の作用は、キャピラリーチューブの端部から液体を吐出するためにポンプが使用されるときに、エレクトロスプレーを促進する。

「乾燥」粒子成分、すなわち、治療用又は診断用薬剤を含む、乾燥コア又は乾燥シェルは、１回の乾燥ステップ又は一連の複数回の乾燥ステップを経たものである。そのため、その水分又は溶媒含量は、乾燥前のものと比べて実質的に減少している。いくつかの実施形態において、乾燥成分の残留水分又は溶媒含量は、約１０質量％未満、例えば、約５質量％未満である。水分含量の測定のための例示的な方法としては、化学滴定法、例えば、真空オーブンを伴うカールフィッシャー滴定が含まれる。水を含む様々な溶媒はまた、熱励起を伴う重量減少法を使用して測定することもできる。例示的な方法としては、赤外線分光法を用いた熱重量分析（ＴＧＡ－ＩＲ）が含まれる。

用語「エレクトロスプレー」は、電場の存在下で誘電媒体中に第１の液体の小滴が形成されるプロセスを指す。適切な誘電媒体は、真空、空気、及び第１の液体と少なくとも部分的に非混和性の第２の液体を含む。小滴は帯電したものである必要はなく（例えば、小滴は、油などの電気絶縁性液体から形成することができる）、電場は、小滴の形成を支える主な駆動力である必要はない。いくつかの実施形態において、小滴は従来のエレクトロスプレーによって生成される（M. Cloupeau and B. Prunet-Foch, J. Aerosol Sci., vol. 25, no. 6, pp. 1021-1036, 1994; J. F. de la Mora, Annu. Rev. Fluid Mech., vol. 39: 217-243, 2007）。他の実施態様において、小滴は、電場下で、噴霧器、例えば、空気ノズル噴霧器によって形成される（Z. Takats, JM Wiseman, B. Gologan, and RG Cooks, Anal. Chem., 2004, 76 (14), pp. 4050-4058）。他の実施態様において、小滴は、電場下で、マイクロ流体装置、例えば、Ｔ字型分岐部によって形成される（H. Kim, D. Luo, D. Link, D. Weitz, M. Marquez, and Z. Cheng, Appl. Phys. Lett., 91, 133106, 2007）。いくつかの実施形態において、エレクトロスプレーは、粒子を発生させるために使用される噴霧の穏やかな方法である。いくつかの実施形態において、エレクトロスプレーする際に、液体又はゲル（又はプレゲル）が、供給部からキャピラリーノズルを通して、ノズルの開口部に形成された電場にポンプで供給されて、それにより、均一な粒子エアロゾルとして、液体又はゲル（又はプレゲル）がノズルから離れて分散する。

用語「エレクトロスプレー粒子形成」は、溶質を含む第１の液体をエレクトロスプレーして小滴を形成し、次いで第１の液体を除去して、溶質を含む粒子を形成するプロセスを指す。第１の液体の除去、又は乾燥は、本分野において既知のいくつかの方法のうちの１つ、又はそれらの何らかの組み合わせにより実施することができる。いくつかの実施形態において、乾燥は、噴霧乾燥などにおいて、小滴を高温ガス流と接触させることによって実施される（B. Gikanga, R. Turok, A. Hui, M. Bowen, O. B. Stauch, Y. Maa, J. Pharm Sci. Tech., 2015, 69, 59-73）。他の実施態様において、乾燥は、噴霧凍結乾燥などにおいて、小滴を凍結し、次いで第１の液体を昇華させることによって実施される（S. Wanning, R. Suverkrup, A. Lamprecht, Int. J. Pharm., 2015, 488, 136-153）。他の実施態様において、乾燥は、ある特定のマイクロ流体システムなどにおいて、第１の液体を、少なくとも部分的に混和性である第２の液体と接触させ、これにより溶質を沈殿させることによって実施される（Aniket, D. A. Gaul, D. L. Rickard, D. Needham J. Pharm. Sci., 2014, 103, 810-820）。

用語「カプセル化物質」は、粒子コアの周りで乾燥又はゲル化させて、シェルを形成することができる物質を指す。

用語「添加剤」は、製剤の調製物への添加物を指し、その作用は、調製物又は製剤の特性に対する所望の改変を達成するのに有用であり得る。そのような改変としては、物理的安定性、化学的安定性、及び治療有効性が含まれるがこれらに限定されない。例示的な添加剤としては、炭水化物、ｐＨ調整剤、塩、キレート剤、ミネラル、ポリマー、界面活性剤、タンパク質安定化剤、乳化剤、防腐剤、アミノ酸、抗酸化剤、タンパク質、有機溶媒、又は栄養培地が含まれるがこれらに限定されない。

用語「供給溶液」は、溶液、スラリー、又は何らかの他の液体形態としての、第１の液体中の治療用又は診断用薬剤の調製物を指す。いくつかの実施形態において、調製物は、添加剤、及び任意選択的に、緩衝液を含有する。

用語「注射性能」は、注射装置の使用を介して液体製剤を被験体に投与することができる相対的な容易さを指す。いくつかの実施形態において、注射性能は、様々なせん断速度で製剤の粘度を測定することによって決定される。いくつかの実施形態において、注射性能は、シリンジバレル、プランジャー、及び任意選択的に、針から成る標準的な注射装置を作動させるために必要な摺動降伏応力及び／又は摺動平衡応力を測定することによって決定される。いくつかの実施形態において、懸濁製剤の注射性能は、ほぼ同じ濃度の治療用又は診断用薬剤を含む水性製剤のものよりも優れている。

用語「注射摺動降伏応力（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｂｒｅａｋａｗａｙ ｆｏｒｃｅ）」は、シリンジの内容物が一定した速度で吐出することができるようになる前に、標準的な注射装置のシリンジバレルとプランジャーとの間の摩擦を克服するのに必要な力を指す。この力は、シリンジプランジャーシャフトの外側に面する端部に加えられ、シリンジバレルの軸に沿って方向づけられる。シリンジの内容物は、任意選択的に、所定のゲージ及び長さのシリンジ針を通して吐出される。いくつかの実施形態において、注射摺動降伏応力は、作動中にシリンジプランジャーの外側に面する端部に配置されたロードセルを通して測定される。

用語「注射摺動平衡応力（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｇｌｉｄｅ ｆｏｒｃｅ）」は、標準的な注射装置の内容物の一定した吐出を維持するのに必要な力を指す。この力は、シリンジプランジャーシャフトの外側に面する端部に加えられ、シリンジバレルの軸に沿って方向づけられる。シリンジの内容物は、任意選択的に、所定のゲージ及び長さのシリンジ針の先端を通して吐出される。いくつかの実施形態において、注射摺動平衡応力は、作動中にシリンジプランジャーの外側に面する端部に配置されたロードセルを通して測定される。

用語「媒体」は、粒子が分散している液体を指す。

用語「ニュートン領域」は、粘度の最高値及び最低値が、最大で最高値の１％異なる、せん断速度の範囲を意味する。

用語「粒子」は、ある量の治療用又は診断用材料であって、一態様において、液体小滴と比較して実質的に固体であるか、又はゲル形態にある物質の状態にあるものを指す。いくつかの実施形態において、粒子はコア及びシェルを含み、ここでシェルはカプセル化物質と見なされる。他の実施態様において、粒子はシェルを含まず、その場合、粒子は完全にコアから構成される。

用語「医薬組成物」は、治療用又は診断用薬剤がその意図される生物学的活性又は機能的形態を保持又は部分的に保持し、医薬的に許容される成分のみが含まれる、組成物を示す。

「医薬的に許容される」成分、例えば、添加剤は、被験体、例えば、ヒトへの投与に適した成分である。

用語「粉末製剤」は、キャリア液体の非存在下で固体粒子を含む固体製剤を指す。いくつかの実施形態において、粉末製剤は、例えば、Ｐｏｒｔａｌ ＰＲＩＭＥ装置を用いた粉末注入に適している。

用語「レイリー限界」は、クーロン斥力が液滴の表面張力の結合力を克服し、クーロン分裂をもたらす点に対応する、例えば、１キログラムあたりのクーロンの単位での、比電荷を指す。

用語「安定化剤」は、医薬製剤の物理的及び／又は化学的特性を安定化する、１種類の添加剤又は複数種類の添加剤の混合物を指す。いくつかの実施形態において、安定化剤は、例えば、粒子状物質のエレクトロスプレー、乾燥、及び／又は保存中の、治療用又は診断用薬剤の分解を防止する。例示的な安定化剤としては、糖、塩、疎水性の塩、界面活性剤、還元剤、シクロデキストリン、ポリオール、カルボン酸、及びアミノ酸が含まれるがこれらに限定されない。

「安定性」製剤は、治療用又は診断用薬剤が、許容される期間にわたって、その本質的な物理的及び／又は化学的及び／又は生物学的特性の許容される一部分を保持する、製剤を指す。タンパク質及びペプチドの場合、例えば、安定性を評価する例示的な方法は、（ｉ）Peptide and Protein Drug Delivery, 247-301, Vincent Lee Ed., Marcel Dekker, Inc., New York, NY, 1991、及び（ｉｉ）Jones, A., Adv. Drug Delivery Rev. 10: 29-90 (1993)においてレビューされている。ある実施形態において、タンパク質の化学的安定性は、いくつかの段階でサンプルのサイズ分布を測定することによって評価される。これらには、例えば、粒子形成前（供給溶液の評価）、粒子形成直後、及びさらに保存の期間の経過後（ここで、保存は、懸濁製剤キャリア媒体の中で又は非存在下で行われる）が含まれる。ある実施形態において、サイズ分布は、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ－ＨＰＬＣ）によって評価される。

「滅菌」製剤は、無菌であるか、又は生きている微生物及びそれらの胞子を含まない。

用語「懸濁製剤」は、キャリア液体内に配置された固体粒子を含み、それらが適切な時間尺度で溶解しない、液体製剤を指す。粒子は、経時的に沈殿し得る。すなわち、懸濁液の物理的安定性は無期限ではないが、撹拌又は加振の形態を用いて再懸濁され得る。

「治療量」は、所望の効果を生じるのに必要な治療用又は診断用薬剤の量を指す。

本明細書で使用される場合、用語「治療する（ｔｒｅａｔ）」「治療される（ｔｒｅａｔｅｄ）」及び「治療する（ｔｒｅａｔｉｎｇ）」は、治療的処置、及び予防的又は防止的措置の両方を意味し、その目的は、望ましくない生理学的状態、障害、又は疾患を防止又は減速（軽減）すること、あるいは有益な又は所望の臨床結果を得ることである。有益又は所望の臨床結果としては、症状の緩和；状態、障害、又は疾患の程度の縮小；状態、障害、又は疾患の安定した（すなわち、悪化していない）状態；状態、障害、又は疾患進行の、発症の遅延又は遅延；検出可能であるか又は検出不能であるかにかかわらず、状態、障害、又は疾患状態の改善又は寛解（部分的であるか又は全体的であるかにかかわらず）；患者が必ずしも認識できるとは限らない、少なくとも１つの測定可能な物理的パラメーターの改善；又は状態、障害、又は疾患の向上又は改善、が含まれるがこれらに限定されない。治療は、過度のレベルの副作用なしに、臨床的に顕著な応答を誘発することを含む。治療はまた、治療を受けていない場合の予想生存期間と比較して、生存期間を延長することを含む。

用語「粘度」は、せん断流に抵抗するように作用する流体の特性を説明するために使用される。本発明の目的のために、粘度は、レオメーター、例えば、コーン及びプレート（２°／４０ｍｍ）を取り付けたＡＲ－Ｇ２レオメーター（TA Instruments, USA）を使用して、２５℃で特定のせん断速度で決定することができる。ある実施形態において、粘度は、ニュートン領域のせん断速度で測定される。他の実施態様において、粘度は、１００ｓ^－１以上の、例えば、１０００ｓ^－１の又は１０００ｓ^－１より大きいせん断速度で測定される。

図面の簡単な説明

図１は、基本的なエレクトロスプレーアセンブリを示す。チューブ３の一方の端部は電極４から距離を置いて配置され、他方の端部はシリンジポンプ２によって制御されるシリンジ１に取り付けられている。電源５は、電極４に対してチューブ３を帯電させ、これら２つの間の領域に電場６を形成する。

図２は、基本的なエレクトロスプレーアセンブリを示し、ここで、液体８を収容する槽７が、チューブ３の端部と電極４との間に配置される。チューブ３の端部は、液体８に浸されていない。

図３は、基本的なエレクトロスプレーアセンブリを示し、ここで、液体８を収容する槽７が、チューブ３の端部と電極４との間に配置される。チューブ３の端部は、液体８に浸されている。

図４は、同軸エレクトロスプレーアセンブリを示す。チューブ３は、シリンジポンプ２によって制御されるシリンジ１に連結されている。第２のチューブ１１は、シリンジポンプ１０によって制御される第２のシリンジ９に連結されている。チューブ３及び１１の遠位端部は、同軸チューブ１３を出力するアダプター１２に連結されており、同軸チューブ１３の端部は、電極４から距離を置いて配置されている。電源５は、電極４に対して同軸チューブ１３を帯電させ、これら２つの間の領域に電場６を形成する。

図５は、同軸エレクトロスプレーアセンブリを示し、ここで、液体８を収容する槽７が、チューブ１３の端部と電極４との間に配置される。チューブ１３の端部は、液体８に浸されていない。

図６は、同軸エレクトロスプレーアセンブリを示し、ここで、液体８を収容する槽７が、チューブ１３の端部と電極４との間に配置される。チューブ１３の端部は、液体８に浸されている。

図７は、電場６がエレクトロスプレーの閾値を下回っているときの、チューブの端部のメニスカスを示す。従来の単一液体チューブ３において、液体１６のメニスカスは、エレクトロスプレージェットを形成しない。外側チューブ１４及び内側チューブ１５、並びに外側液体１７及び内側液体１６を含む同軸アセンブリにおいて、アセンブリの端部のメニスカスは、同軸エレクトロスプレージェットを形成しない。

図８は、電場６がエレクトロスプレーの閾値を上回っているときの、チューブの端部からの小滴形成を示す。従来の単一液体チューブ３において、ジェット１８は壊れて小滴集合２０になり、ここで、小滴２２は単一の液体１６を含む。これは、チューブ３を通る液体１６の流れ２５を伴う。同軸エレクトロスプレーアセンブリにおいて、同軸ジェット１９は壊れて、液体１６のコア２３及び液体１７のシェル２４を有するコア－シェル小滴の集合２１になる。これは、内側チューブ１５を通る液体１６の流れ２６及び外側チューブ１４を通る液体１７の流れ２７を伴う。

図９は、開示される方法によって生成した懸濁製剤及び溶液の比較を示す。治療用又は診断用薬剤の溶液２９は、厄介な分子間相互作用３０のせいで、標準的な注射器２８を用いて投与するには粘性が高すぎる可能性がある。対照的に、治療用又は診断用薬剤３３を含む粒子３２の懸濁製剤３１は、はるかにより低い有効粘度を有し、標準的な注射器２８を用いて投与することができる可能性がある。

図１０は、エレクトロスプレー粒子生成によって水溶液から形成されたヒトＩｇＧタンパク質の粒子の一連の画像である。

図１１は、ＩｍａｇｅＪ分析オーバーレイを行った、エレクトロスプレー粒子生成によって生成したウシ血清アルブミンの粒子を示す画像である。スケールバーは５０μｍである。

図１２は、エレクトロスプレー粒子生成によって生成したヒトＩｇＧの粒子を示す一連の画像である。画像３７は、２０Ｘの倍率の光学画像である。画像３８及び３９は、それぞれ２０００Ｘ及び５０００Ｘの倍率のＳＥＭ画像である。

図１３は、エレクトロスプレー粒子生成によって生成したモノクローナル抗体の粒子の一連の光学画像である。スケールバーは５０μｍである。

図１４は、ヒトＩｇＧについてのＥＬＩＳＡアッセイ対照実験結果を示すグラフである。

図１５は、未処理の（エレクトロスプレー粒子形成前）及びエレクトロスプレーされたヒトＩｇＧについてのＥＬＩＳＡシグナルの比較を示すグラフである。

図１６は、エレクトロスプレーされたモノクローナル抗体（ｍＡｂ１）についての細胞結合データを示す一連のグラフである。

図１７は、エレクトロスプレーされたモノクローナル抗体（ｍＡｂ２）についての細胞結合データを示す一連のグラフである。

図１８は、加速保存前後の、エレクトロスプレーされたモノクローナル抗体（ｍＡｂ１）についての細胞結合データを示す一連のグラフである。懸濁媒体（キャリア）有り及び無しで、粒子を保存した。

図１９は、様々な異なる濃度での様々な水性製剤及び懸濁製剤についての粘度データを示すグラフである。

図２０は、電場を用いて噴霧器によって生成したヒトＩｇＧ粒子を示す画像である。スケールバーは１０μｍである。

図２１は、電場を用いずに噴霧器によって生成したヒトＩｇＧ粒子を示す画像である。スケールバーは１０μｍである。

図２２は、粒子の表面に突き出た塩を含む、ヒトＩｇＧ粒子群を示す画像である。スケールバーは１００μｍである。

図２３は、粒子の表面に突き出た塩を含む、ヒトＩｇＧ粒子群を示す画像である。スケールバーは３０μｍである。

図２４は、粒子の表面に突き出た糖を含む、ヒトＩｇＧ粒子群を示す画像である。スケールバーは３０μｍである。

図２５は、粒子の表面に突き出た糖を含む、ヒトＩｇＧ粒子群を示す画像である。スケールバーは２０μｍである。

図２６は、粒子の表面に突き出た糖を含む、モノクローナル抗体（ｍＡｂ３）粒子群を示す画像である。スケールバーは１００μｍである。

図２７は、粒子の表面に突き出た糖を含む、モノクローナル抗体（ｍＡｂ３）粒子群を示す画像である。スケールバーは３０μｍである。

詳細な説明
本開示は、１又は複数の治療用又は診断用薬剤を含むエレクトロスプレーされた粒子の調製のための方法を提供する。粒子は従来、粉砕、従来の噴霧乾燥（G. Lee, Spray-Drying of Proteins. In: J. F. Carpenter and M. C. Manning (eds) Rational Design of Stable Protein Formulations, vol 13. Springer, Boston, MA）、凍結乾燥、及び従来のエマルジョン技術（D. Saglam, P. Venema, R. de Vries, L. M. C. Sagis, E. van der Linde, Food Hydrocolloids, 2011, 25, 1139-1148）によって調製されてきた。しかしながら、これらの技術のそれぞれは、ある特定の治療用又は診断用薬剤からの粒子の調製において、難点を抱えている。例えば、タンパク質の粉砕は、最初の凍結乾燥ステップ及び後続の粉砕ステップを必要とし、これは生物活性に影響を及ぼす可能性がある。粒子形態の制御も制限されている。噴霧乾燥及びエマルジョン技術は、高いせん断速度に起因してタンパク質の生体機能に影響を及ぼし得る一方で、後者はまた、有害である可能性のある高い運転温度を前提とする。より穏やかなプロセス、例えば、生物活性を維持するプロセス、及びそれにより粒子形態を正確に制御することができるプロセス、例えば、高度に単分散の粒子をもたらすプロセスは、エレクトロスプレーのプロセスである。

いくつかの実施形態において、粒子はシェルを有さない。いくつかの実施形態において、粒子は、液体、固体、又はゲルのコア、及びシェルを有する。この液体、固体、又はゲルは、１又は複数の治療用又は診断用薬剤を含む。いくつかの実施形態において、治療用又は診断用薬剤はシェル中にあることができる。治療用又は診断用薬剤は、液体又はゲル中に溶解又は懸濁されてよく、又は他の方法で、液体又はゲルによって、例えば、スラリー中に、担持させてよい。エレクトロスプレーされた粒子を媒体に組み込んで医薬組成物を形成することができる。いくつかの実施形態において、医薬組成物は、低い粘度、例えば、＜５０ｃＰ以上の粘度を有する、高濃度コロイド懸濁液又はスラリーである（Dias, C. et al. AAPS PharmSciTech. 2015, 16, 1107）と同時に、治療用又は診断用薬剤の安定性及び制御された薬物放出速度を維持している。いくつかの実施形態において、本発明は、送達容量を最小限にし、投与時間を短縮し、及び／又は疼痛を軽減しながらも、より高用量の治療用又は診断用薬剤を送達することを可能にする。他の実施態様においては、長期間安定に保存することができる治療用又は診断用薬剤の粉末組成物が提供される。

粒子は、治療用又は診断用薬剤を含む第１の液体をエレクトロスプレーして小滴を形成し、第１の液体を除去し（例えば、蒸発させ）て小滴から粒子を生成することによって、形成することができる。少なくとも１つの態様では、粒子は固体であり、例えばそれらは、固体シェル及び液体コアを有してよい。粒子は、非水性又は水性液体に懸濁することができ、これにより非水性又は水性懸濁液を形成する。代替的に、粒子は乾燥形態で、例えば、粉末として、使用することができる。エレクトロスプレーは、ハイスループットで穏やかな調製及び高粘性の供給溶液との適合性を可能にする。重要なことに、治療用又は診断用薬剤を用いて非水性又は水性懸濁液を発生させるプロセスは、薬剤の構造又は生物活性を顕著に変化させない。加えて、いくつかの実施形態において、本発明は、送達容量を最小限にし、投与時間を短縮し、及び／又は疼痛を軽減しながらも、より高用量の治療用又は診断用薬剤を送達することを可能にする。

懸濁液の概念

いくつかの実施形態において、ある特定の治療用又は診断用薬剤の注射性能を改善するために、医薬懸濁製剤が形成される。具体的には、懸濁液は、同等の治療用又は診断用薬剤添加量の水溶液よりも低い粘度を示し、これにより、標準的な注射器装置を用いて懸濁液を投与するのに必要な力、すなわち、摺動降伏応力及び摺動平衡応力を減少させる可能性がある。概念的には、懸濁液中の粒子は、正則溶液、例えば、水溶液に存在する分子間相互作用を、あまり厄介ではない効果、例えば、排除体積効果で、置き換えるための手段を提供する。いくつかの実施形態において、これは、懸濁液の性能が溶液の粘度についての以下のアインシュタインの式にほぼ従うことを可能にする（E. W. J. Mardles, Nature, 1940, 145, 970）。
式中、ηは懸濁液の見かけの粘度、η_０は、懸濁キャリア媒体の粘度、そしてφは、溶質又は粒子の体積分率である。概念的理解を助けるために、図９は、高粘度溶液２９を伴うタンパク質送達への従来のアプローチ（上図）の比較を示す。本発明のエレクトロスプレー粒子懸濁技術３１は、タンパク質３３を含む粒子３２を用いて示される（下図）。本発明のこの技術は、局所粘度が極めて高い可能性のある領域、すなわち、粒子内、を含み、ここでは、粒子が乾燥固体又は濃縮液体である場合に粘度が非常に大きくなる可能性があるが、注射用懸濁製剤の平均マクロスケール粘度はまあまあ低く、そのため、この製剤は標準的な注射装置２８を用いて投与することができる。注射用懸濁製剤の連続相、キャリア媒体は、ゼロではない濃度の治療用又は診断用薬剤を含有し得ることに留意されたい。この治療用又は診断用薬剤は、粒子に含まれるのと同じ治療用又は診断用薬剤であってもなくてもよい。

他の実施態様において、特に、高い体積分率φを伴うものでは、懸濁液の性能は、中でも、Ｋｒｉｅｇｅｒ－Ｄｏｕｇｈｅｒｔｙ式又はＦｒａｎｋｅｌ－Ａｃｒｉｖｏｓ式などの他の式にほぼ従う（S. ueller, E. W. Llewellin, H. M. Mader, Proc. Royal Soc. A, 2010, 466, 2116）。

ある実施形態において、懸濁製剤は、例えば、水性製剤と比較して、所与の濃度でのある特定の治療用又は診断用薬剤の安定性を向上させ、同時に注射性能を改善する手段を提供する。注射性能が必ずしも改善されない他の実施態様において、懸濁製剤は、所与の濃度での治療用又は診断用薬剤の安定性特性を向上させる。さらに他の実施形態において、粉末製剤は、例えば、水性製剤と比較して、ある特定の治療用又は診断用薬剤の安定性を向上させる。

粒子

粒子は、０．１～１０００μｍの直径を有することができる。例えば、０．１～９０μｍの範囲は、２５ゲージの針によって送達され得る。例えば、９０～２３０μｍの範囲内のより大きい粒子は、より小さいゲージの針又は他の送達経路若しくは様式に関連して有用であり得る。ある実施形態において、０．１～１μｍのより低い範囲が関心の対象となる。粒子は、０．０５～０．９の分散性指数を有することができる。粒子径及び分布を測定する方法には、イメージングフローサイトメトリー及び粒子の走査型電子顕微鏡写真の画像分析が含まれ、ここで、平均球半径又は直径は、画像の平面上に投影された粒子の断面積に基づいて計算される。

粒子は、コア及びシェルの両方を含んでよい。いくつかの実施形態において、粒子はコアを含むがシェルを含まない。シェルが存在しない場合は、コアはゲルコア又は乾燥固体状態コアであるが、粒子がゲルシェル又は乾燥固体状態シェルを含む場合は、コアは液体状態で存在し得る。粒子の形態は、エレクトロスプレー供給溶液の特性及び乾燥条件に応じて、潜在的な他の形態の中でも、ほぼ球状、キノコ状、又はレーズン状である（図１０）。いくつかの実施形態において、粒子表面はしわ又は刻み目を有し得る。

いくつかの実施形態において、粒子は、約１～６ｇ／ｃｍ^３の骨格密度、例えば、約１～５ｇ／ｃｍ^３、約１～３ｇ／ｃｍ^３、約１～２ｇ／ｃｍ^３、約１～１．５ｇ／ｃｍ^３、又は約１．１～１．４ｇ／ｃｍ^３の骨格密度を示す。密度測定の例示的な方法には、ガス置換ピクノメーター法が含まれる。

いくつかの実施形態において、乾燥後の粒子中の第１の液体の残留量は、０～１０質量％、例えば、０～５質量％、０～３質量％、又は０～１質量％である。残留溶媒含量を測定する例示的な方法には、カールフィッシャー滴定及び様々な重量減少法が含まれる。

いくつかの実施形態において、粒子は、約０～５０％、例えば、約０～１０％、約０～５％、約０～１％、約０～０．５％、約０～０．１％、又は約０～０．０１％の多孔率を示し得る。例示的な孔サイズ測定としては、走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡法（ＴＥＭ）、及び共焦点レーザー走査顕微鏡法分析が含まれる。多孔質ミクロスフェア及びナノスフェアの比表面積はまた、窒素吸着／脱着分析及びブルナウアー‐エメット‐テラーの吸着モデルによっても調査することができる。孔サイズが十分に大きい実施形態においては、水銀圧入ポロシメトリーを使用することができる。

いくつかの実施形態において、粒子は、いずれかの極性の残留正味電荷、すなわち、正味正電荷又は正味負電荷を有する。大きさについて、粒子は、０～１００億電荷、例えば、０～１億電荷、０～１００万電荷、０～１万電荷、又は０～１００電荷を有し得る。電荷の大きさは、電子が持つ電荷の大きさ、すなわち、電気素量、１．６ｘ１０^－１９クーロンとして規定される。粒子電荷を測定する例示的な方法としては、外部から印加された電場に応答する粒子の動きの分析を伴う方法が含まれる。場合によっては、これは、粒子が油などの絶縁性液体中に懸濁している間に行われる。

ある実施形態において、治療用又は診断用薬剤は、約－９０～９０ｍＶのゼータ電位；例えば、約－６０～６０ｍＶ、約－４０～４０ｍＶ、約－２０～２０ｍＶ、又は約－５～５ｍＶのゼータ電位を有する。ゼータ電位を測定する例示的な方法は、粒子を水に溶解することによって治療用又は診断用薬剤を再構成すること、及び電気泳動光散乱によって溶液を分析することを含む。これは、正の又は負の電場の存在下で実施される動的光散乱（ＤＬＳ）測定に似ている。

いくつかの実施形態において、粒子の再構成の際に残るサブビジブル粒子（ＳＶＰ）が、約０～１０，０００／ｍＬ、例えば、０～６，０００／ｍＬ、０～１，０００／ｍＬ、０～５００／ｍＬ、０～２５０／ｍＬ、０～１００／ｍＬ、又は０～１０／ｍＬの量で存在する。ＳＶＰを測定する例示的な方法としては、マイクロフローイメージングが含まれ、ここで、治療用又は診断用薬剤は再構成され、約１ｍｇ／ｍＬの濃度に希釈される。

いくつかの実施形態において、粒子は、１～１００ｗｔ％、例えば、５０～１００ｗｔ％、７５～１００ｗｔ％、９０～１００ｗｔ％、９５～１００ｗｔ％、９９～１００ｗｔ％、又は９９．９～１００ｗｔ％の、治療用又は診断用薬剤の添加量を含む。これらの添加量で、治療用又は診断用薬剤は、エレクトロスプレー粒子形成中に、０．５～１．０活性、例えば、０．７５～１．０活性、０．９～１．０活性、０．９５～１．０活性、０．９９～１．０活性、又は０．９９９～１．０活性を保持する。これは、一次乾燥、及び場合によっては、二次乾燥を通して保持される活性を含む。

いくつかの実施形態において、粒子の溶解又は再構成は、例えばＨＰＬＣによって測定されたときに、診断用又は治療用薬剤、例えば、タンパク質の１０％未満の凝集体（例えば、８％未満、５％未満、４％未満、３％未満、又は１％未満）をもたらす。

いくつかの実施形態において、粒子は流動性である。Ｈａｕｓｎｅｒ比は、１．０から３．０超、例えば、１．０～３．０、１．０～２．０、１．０～１．７０（例えば、非常に悪い（ｖｅｒｙ ｐｏｏｒ））、１．０～１．５９、１．０～１．３５、１．０～１．２５、又は１．０～１．１１（例えば、非常に良い（ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ））であり得る。粉末の流動性を測定する例示的な方法としては、タップ密度法が含まれる（Carr RL. Chem. Eng., 1965; 72:163-168）。かさ密度は、既知の質量の粉末をメスシリンダーに添加することによって、最初に得ることができる。密度は、質量／体積として計算することができる。次いで、同じサンプルを、さらなる体積変化が観察されなくなるまで、機械的にタップすることができる。次いで、質量を粉末の最終体積で割ったものとして、タップ密度を計算することができる。タップ密度とかさ密度との比較を使用して、粉末が流動する能力の指標とすることができる。具体的には、Ｈａｕｓｎｅｒ比（下に沈めていない見かけの体積又はバルク体積、Ｖ_０を、最終タップ体積、Ｖ_ｆで割ったもの）は、生成物が下に沈む能力の尺度であり、微粒子間相互作用の相対的重要性の評価を可能にする。これらの相互作用は、自由流動性粉末においてはそれほど顕著ではない。このような自由流動性粉末のバルク密度及びタップ密度は、値が近いので、Ｈａｕｓｎｅｒ比は１．０に近い。

いくつかの実施形態において、粒子は、以下の特性のうち１又は複数を有する：１～５０μｍのサイズ；固体コア；ゲル又は固体シェル；１～１．５ｇ／ｃｍ^３の密度；０～３ｗｔ％の残留溶媒含量；０～１０％の多孔率；いずれかの極性、すなわち、正電荷又は負電荷の、０～１００万電荷の正味電荷；－６０～６０ｍＶのゼータ電位を有する治療用又は診断用成分；再構成時に０～１，０００／ｍＬのＳＶＰ；治療用又は診断用薬剤の活性が再構成時に０．９～１．０である、５０～１００ｗｔ％の治療用又は診断用薬剤添加量；再構成時に１０％未満の凝集体；及び／又は１．０～１．３５、又は１．０～１．１１のＨａｕｓｎｅｒ比。

粒子は、送達のために、様々な装置において保存及び製剤化することができる。いくつかの実施形態において、装置は、プレフィルドシリンジなどの皮下投与装置である。いくつかの実施形態において、本発明は、容器に懸濁製剤を充填することを含む、製造品を作製する方法を提供する。製造品中の容器は、シリンジ（例えば、プレフィルドシリンジ）、自己注射器、ボトル、バイアル（例えば、二室式バイアル）、及び試験管を含んでよい。容器は、懸濁製剤を保持してよく、容器上の、又は容器に付随するラベルは、使用法を示してよい。製造品はさらに、商業的な及びユーザの観点から望ましい他の材料、例えば、他の緩衝液、希釈剤、フィルター、針、シリンジ、及び使用説明付きの添付文書、を含んでよい。

粒子コア

各粒子のコアは典型的には、１又は複数の治療用又は診断用薬剤を含む。コアは、シェルが存在しない場合は固体状態の乾燥コアであるが、粒子がゲルシェル又は固体状態乾燥シェルを含む場合は、液体状態で存在してもよい。シェルが存在する場合、シェルは、治療用又は診断用薬剤を含んでよい一方で、コアはそれらを含まない。

１又は複数の治療用又は診断用薬剤は、粒子形成の前に、エレクトロスプレー供給溶液、第１の液体に、溶解又は懸濁してよい。第１の液体中の治療用又は診断用薬剤の濃度は、０．０００１～１０００ｍｇ／ｍＬの範囲であることができる。液体は、水性又は有機溶媒、ヒドロゲル、イオノゲル、又はそれらの組み合わせであることができる。液体は、例えば、水、０．９％生理食塩水、乳酸加リンガー溶液、デキストロース５％又は緩衝液である。いくつかの実施形態において、緩衝液は、酢酸緩衝液、ヒスチジン緩衝液、コハク酸緩衝液、ＨＥＰＥＳ緩衝液、トリス緩衝液、炭酸緩衝液、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、グリシン緩衝液、バルビタール緩衝液、及びカコジル酸緩衝液である。有機溶媒、ヒドロゲル、及びイオノゲルが本明細書に記載される。液体は、例えば、炭水化物、ｐＨ調整剤、塩、キレート剤、ミネラル、ポリマー、界面活性剤、タンパク質安定化剤、乳化剤、防腐剤、アミノ酸、抗酸化剤、タンパク質、有機溶媒、及び／又は栄養培地を、さらに含むことができる。いくつかの実施形態において、他の成分のそれぞれは、独立して、噴霧される液体の０．０００１～９９％（ｗ／ｖ）、例えば、０．０００１～９０％（ｗ／ｖ）、０．０００１～５０％（ｗ／ｖ）、０．０００１～１０％（ｗ／ｖ）、０．０００１～１％（ｗ／ｖ）、又は０．０００１～０．１％（ｗ／ｖ）である。当業者は、噴霧される液体中の他の成分の適切な量を決定することができるだろう。いくつかの実施形態において、炭水化物が、デキストラン、トレハロース、スクロース、アガロース、マンニトール、ラクトース、ソルビトール、又はマルトースである。いくつかの実施形態において、ｐＨ調整剤が、酢酸塩、クエン酸塩、グルタミン酸塩、グリシン酸塩、ヒスチジン、乳酸塩、マレイン酸塩、リン酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、重炭酸塩、水酸化アルミニウム、リン酸、塩酸、ＤＬ－乳酸／グリコール酸、ホスホリルエタノールアミン、トロメタミン、イミダゾール、グリシルグリシン、又はグルタミン酸一ナトリウムである。いくつかの実施形態において、塩が、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、水酸化ナトリウム、塩化第一スズ、硫酸マグネシウム、グルコへプトン酸ナトリウム、過テクネチウム酸ナトリウム、又は塩酸グアニジンである。いくつかの実施形態において、キレート剤がエデト酸二ナトリウムである。いくつかの実施形態において、ミネラルが、カルシウム、亜鉛、又はチタン二酸化物である。いくつかの実施形態において、ポリマーが、プロピレングリコール、グルコーススターポリマー、シリコーンポリマー、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロース、ポリ（グリコール酸）、ポリ（乳酸－ｃｏ－グリコール酸）、又はポリ乳酸である。いくつかの実施形態において、界面活性剤が、ポリソルベート、ステアリン酸マグネシウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ポリエチレングリコールノニルフェニルエーテル（トリトン（商標）Ｎ－１０１）、グリセリン、又はポリオキシエチル化ヒマシ油である。いくつかの実施形態において、タンパク質安定化剤が、アセチルトリプトファン塩、カプリル酸塩、又はＮ－アセチルトリプトファンである。いくつかの実施形態において、乳化剤が、ポリソルベート８０、ポリソルベート２０、ソルビタンモノオレアート、エタノールアミン、ポリオキシル３５ヒマシ油、ポリオキシル４０水添ヒマシ油、カルボマー１３４２、トウモロコシ油－モノ－ジ－トリグリセリド、ポリオキシエチル化オレイン酸グリセリド、又はポロキサマーから選択される。いくつかの実施形態において、防腐剤が、フェノール、ｍ－クレゾール、ベンジルアルコール、２－フェニルオキシエタノール、クロロブタノール、ネオマイシン、塩化ベンゼトニウム、グルタルアルデヒド、又はベータ－プロピオラクトンである。いくつかの実施形態において、アミノ酸が、アラニン、アスパラギン酸、システイン、イソロイシン、グルタミン酸、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、ピロリジン、セリン、セレノシステイン、スレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン、アスパラギン、Ｌ－アルギニン、ヒスチジン、グリシン、又はグルタミン、例えば、アスパラギン、Ｌ－アルギニン、ヒスチジン、グリシン、又はグルタミンである。いくつかの実施形態において、抗酸化剤が、グルタチオン、アスコルビン酸、システイン、又はトコフェロールである。いくつかの実施形態において、タンパク質が、プロタミン、硫酸プロタミン、又はゼラチンである。いくつかの実施形態において、有機溶媒は、ジメチルスルホキシド又はＮ－メチル－２－ピロリドンであってよい。いくつかの実施形態において、保存料が、ヒドロキシ安息香酸メチル、チメロサール、パラベン、ホルムアルデヒド、又はヒマシ油である。いくつかの実施形態において、液体は、アデニン、リン酸トリ－ｎ－ブチル、オクタフルオロプロパン、白色ワセリン、又はｐ－アミノフェニル－ｐ－アニセートをさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、有機溶媒は、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、尿素、サルコシン、メタノール、ギ酸、酢酸、酢酸エチル、アセトニトリル、アセトン、酢酸メチル、ジエチルエーテル、ヒドラジン、硝酸エチル、ブタノール、ジメトキシエタン、メチルｔｅｒｔ－ブチルエーテル、トリエチルアミン、又はそれらの任意の組み合わせであってよい。

粒子シェル

一般に、任意の添加剤がシェル材料として適切である。例示的な添加剤としては、糖、塩、及びアミノ酸が含まれるがこれらに限定されない。治療用薬剤、診断用薬剤、及び生体適合性ポリマーもまた、シェルを形成するために使用され得る。これは、小分子薬物を含む。親水性の生体適合性ポリマーの非限定的な例としては、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（アクリル酸）、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（エチレンオキシド）、又はそれらのうち任意の２つ以上のコポリマー又は組み合わせが含まれる。親水性のポリマーは、それらの特性を調整するように改変されてよい。シェル成分は、代替的に又は追加的に、１又は複数の生体適合性疎水性ポリマーを含んでよい。疎水性ポリマーは、それらの特性を調整するように改変されてよい。疎水性ポリマーの非限定的な例としては、ポリカプロラクタム、ポリ（乳酸）、ポリ（グリコール酸）、ポリカプロラクトン、ＰＬＧＡ、又はそれらのうち任意の２つ以上のコポリマー又は組み合わせが含まれる。いくつかの実施形態において、ＰＬＧＡ（５０：５０）ポリマーがシェルとして使用されて、抗体を、その溶解限度をほんの少し下回る量で、カプセル化する。ポリマーはまた、様々な乳酸－グリコール酸比のＰＬＧＡに応じて調製されてよく、他のポリマー、例えば、キトサン、セルロース、などとのコポリマーであってよい。

いくつかの実施形態において、粒子シェルの厚さは、粒子の直径の０～９０％の範囲であってよい。シェルは、カプセル化のために、完全に形成された均一なものである必要はない。いくつかの実施形態において、シェルとコアとの間の界面は、部分的に混合され、その結果、明確な境界線は存在しない。さらに、本明細書に記載されるように、１又は複数の治療用又は診断用薬剤は、粒子シェル中に含めることができる。治療用又は診断用薬剤は、コア中のものと同じであっても異なっていてもよい。シェル中の治療用又は診断用薬剤の濃度は、０．０００１～３００ｍｇ／ｍＬの範囲にあってよい。

コア－シェル比

粒子がシェルを含む実施形態では、１：９９体積％～９９：１体積％のコア－シェル体積比、例えば、約１０：９０体積％又は約９０：１０体積％又は約９５：５体積％が、最も有用であると予想される。十分なカプセル化のために、完全な被覆が常に必要とは限らない。ある特定の状況において、例えば、高濃縮コアにとっては、厚いシェルが有益である可能性がある。コア－シェル比は、１又は複数の治療用又は診断用薬剤の放出動態の調節に有用であり得る。ある実施形態において、例えば、懸濁製剤の粘度を下げるために、多分散系を有することが有利である。この場合、様々なコア－シェル比が関心の対象となり得る。

エレクトロスプレー粒子形成

エレクトロスプレーは、電場の存在下で誘電媒体中に第１の液体の小滴が形成されるプロセスである。例示的な誘電媒体としては、真空、空気、適切な電気絶縁体であり第１の液体と少なくとも部分的に非混和性である第２の液体、及びそれらの組み合わせが含まれる。第１の液体は導電性である必要はなく、小滴は正味電荷を保有する必要はない（例えば、小滴は、油などの電気絶縁性液体から形成することができる）。さらに、第１の液体に作用する電場は、小滴の形成を支える主な駆動力である必要はない。いくつかの実施形態において、小滴は、従来のエレクトロスプレーなどでのように、主として第１の液体と電場との間の静電相互作用のせいで形成される。他の実施態様において、電場は、主要な小滴形成装置による小滴の形成を補助するように作用し、補助的な役割を果たし、いくつかの例においては小滴の特性を改変する。装置としては、回転噴霧器、空気ノズル噴霧器、超音波ノズル噴霧器、音波ノズル、マイクロ流体Ｔ字型分岐部、マイクロ流体Ｙ字型分岐部、マイクロキャピラリー、などが含まれる。全ての実施形態において、誘電媒体中に配置される電極と第１の液体との間に電位差を与えることによって、電場が生じる。

エレクトロスプレー源と電極とを隔てる誘電媒体内で測定される、小滴が最初に生成される位置と電極との間の電位差は、０．００１～１００，０００Ｖ、例えば、１～５０，０００Ｖ、１００～２５，０００Ｖ、又は１，０００～１０，０００Ｖである。レイリー限界に応じて、この場の小滴は、平均で、０～１、例えば、０．１～１．０、０．２～１．０、０．３～１．０、０．４～１．０、又は０．５～１．０に帯電し得る。いくつかの実施形態において、小滴は、レイリー限界を超えて帯電し、クーロン分裂を誘導する。小滴は、文献を通じて知られるいくつかの技術のうち任意のものによって乾燥させ、次いで使用のために回収することができる。例示的なコレクタとしては、電極板（N. Bock, T. R. Dargaville, M. A. Woodruff, Prog. Polym. Sci., 2012, 37, 1510-1551）、液体槽（図２、３、５、６）（ＵＳ８９３９３８８）、静電沈殿装置（Y. A. Haggag, A. M. Faheem, Front. Pharmacol., 2015, 6, 140）、及びサイクロン（J. Bogelein, G. Lee, Int. J. Pharm., 2010, 401, 68-71）が含まれるがこれらに限定されない。

エレクトロスプレー技術はおそらく、生物学的質量分析計におけるその利用で最も広く知られており（J. Fenn, M. Mann, C. Kai Meng, S. Fu Wong, and C. M. Whitehouse, Science, vol. 246, no. 4926, pp. 64-71, Oct. 1989）、その穏やかな噴霧の特性は、高分子量の分子の分析を可能にするのに役立ってきた。標準的なエレクトロスプレー装置はチューブ及び電極を含み、チューブ及び電極は、チューブの一端が電極から距離を置いて位置するように、調整される（図１）。チューブは、容積型ポンプ、例えば、シリンジポンプ、又は加圧ガスの源、例えば、圧縮ガスボトル、によって駆動される、液体の流れを運ぶ。電源は、電極に対してチューブ中の液体を帯電させ、チューブの遠位端部と電極との間の領域に電場を生成する。電荷は、この場の強度に比例して、チューブの端部の液体メニスカスに蓄積する（図７）。場が、ある特定の限界強度に達すると、電荷に作用する静電牽引力は、メニスカスの表面張力を克服するのに十分となる（図８）。いくつかの実施形態において、これは、約４９．２度の半角を有する円錐によって特徴が示される、形態学的に安定なメニスカスの再構成をもたらす。従来のエレクトロスプレー小滴形成に特徴的な、このいわゆるテイラーコーンは、その先端に、細いジェットを固定する。この細いジェットは、壊れて一連の均一な帯電小滴になるときに、電極に向かって短く延在する。これらの小滴は、それらが最終的に遮断される前に、場の作用を介して、電極に向かって伝播する。他の実施態様において、表面張力に比べて静電牽引力が増加すると、脈動するメニスカスが生じ、このメニスカスは滴り落ちることによって小滴を生成する。脈動の各サイクル中に、メニスカスは、ジェットの形態で電極に向かって延在し、ジェットは最終的にはメニスカスの基部から離れる。メニスカスが後続のサイクルのための準備で収縮するときに、離れたジェットは、単一の小滴を形成するか、又は壊れて小滴の集合になる。さらに他の実施形態において、エレクトロスプレーの様々な異種のモードが存在する。電気を帯びた小滴が生成される正確なモードは、一般に、少なくとも導電性、分極率、粘度、エレクトロスプレーされた液体の表面張力係数、及び電場の幾何学的形状に依存する（M. Cloupeau and B. Prunet-Foch, Electrostatic spraying of liquids: Main functioning modes, J. Electrostatics, 25, 165-184, 1990; M. Cloupeau and B. Prunet-Foch, J. Aerosol Sci., vol. 25, no. 6, pp. 1021-1036, 1994）。

いくつかの実施形態において、エレクトロスプレー技術は、エレクトロスプレー小滴を形成するために、噴霧器、マイクロ流体装置、又は何らかの他の主要な液滴形成装置を電場で補完することによって、利用される。いくつかの実施形態において、これは、この主要な装置が各液滴の形成に寄与するエネルギーの量を減らすことができる。超音波噴霧器の場合、例えば、電場の存在は、場合によっては、液滴を生成するために超音波発生器が必要とする最小電力を減少させ得る。これは、第１の液体中のある特定の治療用又は診断用薬剤の完全性に影響を及ぼし得る、選択効果、例えば、キャビテーション、を軽減するという点で、有利である可能性がある（S. Vonhoff, The Influence of Atomization Conditions on Protein Secondary and Tertiary Structure During Microparticle Formation by Spray-Freeze-Drying, PhD Thesis, Univ. of Erlangen-Nuremberg, 2010）。ある実施形態において、電場は同様に、電場が存在しない場合に達成することができるものと比較して、平均小滴サイズを減少させ、且つ／又は小滴分散度を狭くする可能性がある。

小滴の乾燥、すなわち、乾燥粒子を生成するための第１の液体の除去、は、本技術分野で公知のいくつかの方法のうちのいずれかを介して実施される。これらとしては、温ガス蒸発、凍結乾燥、臨界点乾燥、エマルジョン溶媒蒸発、エマルジョン溶媒拡散（ＵＳ８０１３０２２；ＵＳ８５１２７５４）、及びそれらの組み合わせが含まれるがこれらに限定されない。いくつかの実施形態において、一次乾燥ステップの後に、粒子内の第１の液体の残留量をさらに減らすことを意図した、凍結乾燥又は真空乾燥などの二次乾燥ステップが続く。いくつかの実施形態において、一次又は二次乾燥後の粒子中の第１の液体の残留量は、０～１０質量％、例えば、０～５質量％、又は０～３質量％、又は０～１質量％である。

いくつかの実施形態において、電場の作用は、可逆的又は不可逆的電荷が、第１の液体の小滴中の治療用又は診断用薬剤に誘導される、すなわち、薬剤がイオン化される、というものである（Anal. Chem., 2005, 77, 5370）。この効果は、液滴のサイズ及びそれらの組成などの、ある特定のエレクトロスプレーパラメーターを制御することによって、調節され得る。いくつかの実施形態において、ある特定の添加剤、例えば、アミノ酸を含めることによって、帯電した治療用又は診断用薬剤が安定化される。他の実施態様において、添加剤が電荷を優先的に帯び、そのため治療用又は診断用薬剤はイオン化を受けにくくなる。いくつかの実施形態において、液滴上の電荷は、乾燥中に及び／又は粒子と電極との間の接触中に、減少するか、又はさらには完全に中和される。他の実施態様において、この電荷の一部は、粒子と電極との間の直接接触を防ぐことによって、意図的に保存される。

いくつかの実施形態において、電場の作用は、自由電荷及び／又は極性分子が、クーロン効果のせいで、第１の液体の小滴の表面に優先的に移動する、というものである。前者の現象、小滴が形成される第１の液体と誘電媒体との間の界面での自由電荷の局在化は、表面電荷の層を生成する。いくつかの実施形態において、そのような効果は、小滴及び／又は粒子の構造及び／又は表面特性に影響を与えるために活用される。いくつかの実施形態において、例えば、小滴の表面近くの第１の液体の配位は、場合によってはより低い温度での、第１の液体のより速い除去を促進する。一次乾燥で低い残留水分含量に達する能力もまた改善され得る。これは、ガス流の温度が場合によっては治療用又は診断用薬剤の分解と相関している場合に、温かいガス流で乾燥するときに、特に有益であり得る。

いくつかの実施形態において、電場の作用は、自由電荷及び／又は極性分子が、クーロン効果のせいで、第１の液体の小滴の表面に優先的に移動し、治療用又は診断用薬剤が結晶化するというものである。薬剤の結晶核形成は、所望の多形を優先的に得るように制御され得る（A. Ziabicki, L. Jarecki, Macromolecular Symposia, 1996, 104, 65-87）。

いくつかの実施形態において、コア－シェル粒子が同軸エレクトロスプレーによって生成される（図４）。この場合、溶解したカプセル化物質又はシェル材料を含む第２の液体が、エレクトロスプレーの間に、第１の液体と共に提供される。これは典型的には、第１の液体が中を通って流れるチューブに対して同軸に調整されている、環状チューブを通して、第２の液体を流すことによって、達成される。この同軸チューブ配置の端部で、エレクトロスプレーが形成され、ここで、小滴は、第１の液体のコア及び第２の液体のシェルを含む。小滴の乾燥は、通常の経路のうち任意のものを介して進行し得る。他の実施態様において、コア－シェル粒子は、ある特定の極性分子及び自由電荷が小滴の表面に配置される傾向を活用することによって、第１の液体のみのエレクトロスプレーから形成される。ある特定の場合において、これは、乾燥中に保存されることができる、小滴のコア又はその表面への治療用又は診断用薬剤の局在化をもたらす。いくつかの実施形態において、これは、粒子の厚さ全体にわたる、様々な薬剤（例えば、治療用薬剤、診断用薬剤、添加剤）の決定論的階層化を伴う。ある実施形態において、塩（例えば、ＮａＣｌ）又は糖（例えば、スクロース）などの非治療用成分は、電場により優先的に表面に駆動され、結晶化又は他の方法で、粒子の周りに薄いシェルを形成する。このシェルは、保護的効果を有するか、又は薬物動態に対する制御の手段を提供し得る。他の実施態様において、薬剤の一部は、均一な又は連続的なシェルを必ずしも形成することなく、粒子表面に局在化され得る（図２２、図２３）。

治療薬

例示的な治療用又は診断用薬剤は、核酸、オリゴヌクレオチド、抗体、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、細胞、細菌、遺伝子治療薬、ゲノム工学治療薬、エピゲノム工学治療薬、炭水化物、化学的薬物、コントラスト剤、磁性粒子、ポリマービーズ、金属ナノ粒子、金属微粒子、量子ドット、抗酸化剤、抗生剤、ホルモン、核タンパク質、多糖、糖タンパク質、リポタンパク質、ステロイド、鎮痛剤、局所麻酔薬、抗炎症剤、抗微生物剤、化学療法剤、エキソソーム、外膜小胞、ワクチン、ウイルス、バクテリオファージ、アジュバント、ビタミン、ミネラル、オルガネラ、及びそれらの組み合わせである（表１）。治療用及び診断用薬剤は、２０～２００ｋＤａ、例えば、４０～１５０ｋＤａの分子量を有し得る。小滴中の治療用又は診断用薬剤の濃度は典型的には、少なくとも１ｍｇ／ｍＬ、例えば、少なくとも５ｍｇ／ｍＬ、少なくとも１０ｍｇ／ｍＬ、少なくとも５０ｍｇ／ｍＬ、少なくとも１００ｍｇ／ｍＬ、又は少なくとも５００ｍｇ／ｍＬである。小滴中の第１の治療用又は診断用薬剤は、０．５～１．０活性／単位、０．７５～１．０活性／単位、０．９～１．０活性／単位、０．９５～１．０活性／単位、又は０．９９～１．０活性／単位を有し得る。活性は、エレクトロスプレーされる前の同じ治療用又は診断用薬剤と比較して測定される。

前述の方法のうちいずれかのいくつかの実施形態において、治療用及び診断用薬剤は抗体である。いくつかの実施形態において、抗体は、３Ｆ８、アバゴボマブ、アブシキシマブ、アビツズマブ、アブリルマブ、アクリツモマブ、アクトクスマブ、アダリムマブ、アダリムマブ－ａｔｔｏ、アデカツムマブ、Ａｄｏ－トラスツズマブエムタンシン、アデュカヌマブ、アファセビクマブ、アフェリモマブ、アフツズマブ、アラシズマブペゴル、ＡＬＤ５１８、アレムツズマブ、アリロクマブ、アルツモマブペンテテート、アマツキシマブ、アナツモマブマフェナトクス、アネツマブラブタンシン、アニフロルマブ、アンルキンズマブ、アポリズマブ、アルシツモマブ、アスクリンバクマブ、アゼリズマブ、アテゾリズマブ、アチヌマブ、アトリズマブ、アトロリムマブ、アベルマブ、バピネオズマブ、バシリキシマブ、バビツキシマブ、ベクツモマブ、ベゲロマブ、ベリムマブ、ベンラリズマブ、ベルチリムマブ、ベシレソマブ、ベバシズマブ、ベズロトクスマブ、ビシロマブ、ビマグルマブ、ビメキズマブ、ビバツズマブメルタンシン、ブレセルマブ、ブリナツモマブ、ブロンツベトマブ、ブロソズマブ、ボコシズマブ、ブラジクマブ、ブレンツキシマブベドチン、ブリアキヌマブ、ブロダルマブ、ブロルシズマブ、ブロンチクツズマブ、ブロスマブ、カビラリズマブ、カナキヌマブ、カンツズマブメルタンシン、カンツズマブラブタンシン、カプラシズマブ、カプロマブペンデチド、カルルマブ、カロツキシマブ、カツマキソマブ、ｃＢＲ９６－ドキソルビシン免疫複合体、セデリズマブ、セルグツズマブアムナロイキン、セルトリズマブペゴル、セツキシマブ、シタツズマブボガトクス、シクスツムマブ、クラザキズマブ、クレノリキシマブ、クリバツズマブテトラキセタン、コドリツズマブ、コルツキシマブラブタンシン、コナツムマブ、コンシズマブ、クレネズマブ、クロテデュマブ、ＣＲ６２６１、ダセツズマブ、ダクリズマブ、ダロツズマブ、ダピロリズマブペゴル、ダラツムマブ、デクトレクマブ、デムシズマブ、デニンツズマブマホドチン、デノスマブ、デパツキシズマブマホドチン、デルロツキシマブビオチン、デツモマブ、ジヌツキシマブ、ジリダブマブ、ドマグロズマブ、ドルリモマブアリトクス、ドロジツマブ、デュリゴツマブ、デュピルマブ、デュルバルマブ、ドゥシギツマブ、エクロメキシマブ、エクリズマブ、エドバコマブ、エドレコロマブ、エファリズマブ、エフングマブ、エルデルマブ、エルゲムツマブ、エロツズマブ、エルシリモマブ、エマクツズマブ、エミベツズマブ、エミシズマブ、エナバツズマブ、エンフォルツマブベドチン、エンリモマブペゴル、エノブリツズマブ、エノキズマブ、エノチクマブ、エンシツキシマブ、エピツモマブシツキセタン、エプラツズマブ、エレヌマブ、エルリズマブ、エルツマキソマブ、エタラシズマブ、エトロリズマブ、エビナクマブ、エボロクマブ、エキスビビルマブ、ファノレソマブ、ファラリモマブ、ファルレツズマブ、ファシヌマブ、フェルビズマブ、フェザキヌマブ、フィバツズマブ、フィクラツズマブ、フィギツムマブ、フィリブマブ、フランボツマブ、フレチクマブ、フォントリズマブ、フォラルマブ、フォラビルマブ、フレソリムマブ、フルラヌマブ、フツキシマブ、ガルカネズマブ、ガリキシマブ、ガニツマブ、ガンテネルマブ、ガビリモマブ、ゲムツズマブオゾガマイシン、ゲボキズマブ、ギレンツキシマブ、グレンバツムマブベドチン、ゴリムマブ、ゴミリキシマブ、グセルクマブ、イバリズマブ、イブリツモマブチウキセタン、イクルクマブ、イダルシズマブ、イゴボマブ、ＩＭＡＢ３６２、イマルマブ、イムシロマブ、イムガツズマブ、インクラクマブ、インダツキシマブラブタンシン、インデュサツマブベドチン、イネビリズマブ、インフリキシマブ、インフリキシマブ－ｄｙｙｂ、インテツムマブ、イノリモマブ、イノツズマブオゾガマイシン、イピリムマブ、イラツムマブ、イサツキシマブ、イトリズマブ、イキセキズマブ、ケリキシマブ、ラベツズマブ、ランブロリズマブ、ランパリズマブ、ラナデルマブ、ランドグロズマブ、ラプリツキシマブエムタンシン、レブリキズマブ、レマレソマブ、レンダリズマブ、レンジルマブ、レルデリムマブ、レクサツムマブ、リビビルマブ、リファスツズマブベドチン、リゲリズマブ、リロトマブサテトラキセタン、リンツズマブ、リリルマブ、ロデルシズマブ、ロキベトマブ、ロルボツズマブメルタンシン、ルカツムマブ、ルリズマブペゴル、ルミリキシマブ、ルムレツズマブ、マパツムマブ、マルジェツキシマブ、マスリモマブ、マブリリムマブ、マツズマブ、メポリズマブ、メテリムマブ、ミラツズマブ、ミンレツモマブ、ミルベツキシマブソラブタンシン、ミツモマブ、モガムリズマブ、モナリズマブ、モロリムマブ、モタビズマブ、モキセツモマブパスドトクス、ムロモナブ－ＣＤ３、ナコロマブタフェナトクス、ナミルマブ、ナプツモマブエスタフェナトクス、ナラツキシマブエムタンシン、ナルナツマブ、ナタリズマブ、ナビシキシズマブ、ナビブマブ、ネバクマブ、ネシツムマブ、ネモリズマブ、ネレリモマブ、ネスバクマブ、ニモツズマブ、ニボルマブ、ノフェツモマブメルペンタン、オビルトキサキシマブ、オビヌツズマブ、オカラツズマブ、オクレリズマブ、オデュリモマブ、オファツムマブ、オララツマブ、オロキズマブ、オマリズマブ、オナルツズマブ、オンツキシズマブ、オピシヌマブ、オポルツズマブモナトクス、オレゴボマブ、オルチクマブ、オテリキシズマブ、オトレルツズマブ、オキセルマブ、オザネズマブ、オゾラリズマブ、パジバキシマブ、パリビズマブ、パムレブルマブ、パニツムマブ、パンコマブ、パノバクマブ、パルサツズマブ、パスコリズマブ、パソツキシズマブ、パテクリズマブ、パトリツマブ、ペムブロリズマブ、ペムツモマブ、ペラキズマブ、ペルツズマブ、ペキセリズマブ、ピディリズマブ、ピナツズマブベドチン、ピンツモマブ、プラクルマブ、プロザリズマブ、ポガリズマブ、ポラツズマブベドチン、ポネズマブ、プレザリズマブ、プリリキシマブ、プリトキサキシマブ、プリツムマブ、ＰＲＯ１４０、キリズマブ、ラコツモマブ、ラドレツマブ、ラフィビルマブ、ラルパンシズマブ、ラムシルマブ、ラニビズマブ、ラキシバクマブ、レファネズマブ、レガビルマブ、レスリズマブ、リロツムマブ、リヌクマブ、リサンキズマブ、リツキシマブ、リババズマブペゴル、ロバツムマブ、ロレデュマブ、ロモソズマブ、ロンタリズマブ、ロバルピツズマブテシリン、ロベリズマブ、ルプリズマブ、サシツズマブゴビテカン、サマリズマブ、サペリズマブ、サリルマブ、サツモマブペンデチド、セクキヌマブ、セリバンツマブ、セトキサキシマブ、セヴィルマブ、シブロツズマブ、ＳＧＮ－ＣＤ１９Ａ、ＳＧＮ－ＣＤ３３Ａ、シファリムマブ、シルツキシマブ、シムツズマブ、シプリズマブ、シルクマブ、ソフィツズマブベドチン、ソラネズマブ、ソリトマブ、ソネプシズマブ、ソンツズマブ、スタムルマブ、スレソマブ、スビズマブ、タバルマブ、タカツズマブテトラキセタン、タドシズマブ、タリズマブ、タムツベツマブ、タネズマブ、タプリツモマブパプトクス、タレクスツマブ、テフィバズマブ、テリモマブアリトクス、テナツモマブ、テネリキシマブ、テプリズマブ、テプロツムマブ、テシドルマブ、テツロマブ、テゼペルマブ、ＴＧＮ１４１２、チシリムマブ、チルドラキズマブ、ティガツズマブ、チモルマブ、チソツマブベドチン、ＴＮＸ－６５０、トシリズマブ、トラリズマブ、トサトクスマブ、トシツモマブ、トベツマブ、トラロキヌマブ、トラスツズマブ、トラスツズマブエムタンシン、トレガリズマブ、トレメリムマブ、トレボグルマブ、ツコツズマブセルモロイキン、ツビルマブ、ウブリツキシマブ、ウロクプルマブ、ウレルマブ、ウルトキサズマブ、ウステキヌマブ、ウトミルマブ、バダスツキシマブタリリン、バンドルツズマブベドチン、バンチクツマブ、バヌシズマブ、バパリキシマブ、バルリルマブ、バテリズマブ、ベドリズマブ、ベルツズマブ、ベパリモマブ、ベセンクマブ、ビシリズマブ、ボバリリズマブ、ボロシキシマブ、ボルセツズマブマホドチン、ボツムマブ、キセンツズマブ、ザルツムマブ、ザノリムマブ、ザツキシマブ、ジラリムマブ、又はゾリモマブアリトクスである。

いくつかの実施形態において、治療薬は、免疫療法薬である。いくつかの実施形態において、免疫療法薬は、ＰＤ－１抗体などのＰＤ－１阻害剤、ＰＤ－Ｌ１抗体などのＰＤ－Ｌ１阻害剤、ＣＴＬＡ－４抗体などのＣＴＬＡ－４阻害剤、ＣＳＦ－１Ｒ阻害剤、ＩＤＯ阻害剤、Ａ１アデノシン阻害剤、Ａ２Ａアデノシン阻害剤、Ａ２Ｂアデノシン阻害剤、Ａ３Ａアデノシン阻害剤、アルギナーゼ阻害剤、又はＨＤＡＣ阻害剤である。いくつかの実施形態において、免疫療法薬は、ＰＤ－１阻害剤（例えば、ニボルマブ、ペムブロリズマブ、ピディリズマブ、ＢＭＳ９３６５５９、及びＭＰＤＬ３２８ＯＡ）である。いくつかの実施形態において、免疫療法薬は、ＰＤ－Ｌ１阻害剤（例えば、アテゾリズマブ及びＭＥＤＩ４７３６）である。いくつかの実施形態において、免疫療法薬は、ＣＴＬＡ－４阻害剤（例えば、イピリムマブ）である。いくつかの実施形態において、免疫療法薬は、ＣＳＦ－１Ｒ阻害剤（例えば、ペキシダルチニブ及びＡＺＤ６４９５）である。いくつかの実施形態において、免疫療法薬は、ＩＤＯ阻害剤（例えば、ノルハルマン、ロスマリン酸、及びアルファ－メチル－トリプトファン）である。いくつかの実施形態において、免疫療法薬は、Ａ１アデノシン阻害剤（例えば、８－シクロペンチル－１，３－ジメチルキサンチン、８－シクロペンチル－１，３－ジプロピルキサンチン、８－フェニル－１，３－ジプロピルキサンチン、バミフィリン、ＢＧ－９７１９、ＢＧ－９９２８、ＦＫ－４５３、ＦＫ－８３８、ロロフィリン、又はＮ－０８６１）である。いくつかの実施形態において、免疫療法薬は、Ａ２Ａアデノシン阻害剤（例えば、ＡＴＬ－４４４４、イストラデフィリン、ＭＳＸ－３、プレラデナント、ＳＣＨ－５８２６１、ＳＣＨ－４１２，３４８、ＳＣＨ－４４２，４１６、ＳＴ－１５３５、ＶＥＲ－６６２３、ＶＥＲ－６９４７、ＶＥＲ－７８３５、ビアデナント（ｖｉａｄｅｎａｎｔ）、又はＺＭ－２４１，３８５）である。いくつかの実施形態において、免疫療法薬は、Ａ２Ｂアデノシン阻害剤（例えば、ＡＴＬ－８０１、ＣＶＴ－６８８３、ＭＲＳ－１７０６、ＭＲＳ－１７５４、ＯＳＩＰ－３３９，３９１、ＰＳＢ－６０３、ＰＳＢ－０７８８、又はＰＳＢ－１１１５）である。いくつかの実施形態において、免疫療法薬は、Ａ３Ａアデノシン阻害剤（例えば、ＫＦ－２６７７７、ＭＲＳ－５４５、ＭＲＳ－１１９１、ＭＲＳ－１２２０、ＭＲＳ－１３３４、ＭＲＳ－１５２３、ＭＲＳ－３７７７、ＭＲＥ－３００５－Ｆ２０、ＭＲＥ－３００８－Ｆ２０、ＰＳＢ－１１、ＯＴ－７９９９、ＶＵＦ－５５７４、及びＳＳＲ１６１４２１）である。いくつかの実施形態において、免疫療法薬は、アルギナーゼ阻害剤（例えば、アルギナーゼ抗体、（２ｓ）－（＋）－アミノ－５－ヨードアセタミドペンタン酸、ＮＧ－ヒドロキシ－Ｌ－アルギニン、（２Ｓ）－（＋）－アミノ－６－ヨードアセタミドヘキサン酸、又は（Ｒ）－２－アミノ－６－ボロノ－２－（２－（ピペリジン－１－イル）エチル）ヘキサン酸）である。いくつかの実施形態において、免疫療法薬は、ＨＤＡＣ阻害剤（例えば、バルプロ酸、ＳＡＨＡ、又はロミデプシン）である。

いくつかの実施形態において、治療薬は、レジパスビル／ソホスブビル、インシュリングラルギン、レナリドマイド、肺炎双球菌１３価コンジュゲートワクチン、フルチカゾン／サルメテロール、エルビテグラビル／コビシスタット／エムトリシタビン／テノホビルアラフェナミド、エムトリシタビン、リルピビリン及びテノホビルアラフェナミド、エムトリシタビン／テノホビルアラフェナミド、グラゾプレビル／エルバスビル、凝固因子ＶＩＩａ組換え体、エポエチンアルファ、アフリベルセプト又はエタネルセプトであることができる。

いくつかの実施形態において、治療用又は診断用薬剤は、アバタセプト、アボボツリヌストキシンＡ、アガルシダーゼベータ、アルビグルチド、アルデスロイキン、アルグルコシダーゼアルファ、アルテプラーゼ（ｃａｔｈｆｌｏアクチバーゼ）、アナキンラ、アスホターゼアルファ、アスパラギナーゼ、ｅｒｗｉｎｉａ ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｉ由来アスパラギナーゼ、ベカプレルミン、ベラタセプト、コラゲナーゼ、ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｈｉｓｔｏｌｙｔｉｃｕｍ由来コラゲナーゼ、ダルベポエチンアルファ、デニロイキンジフチトクス、ドルナーゼアルファ、デュラグルチド、エカランチド、エロスルファーゼアルファ、エタネルセプト－ｓｚｚｓ、フィルグラスチム、フィルグラスチム－ｓｎｄｚ、ガルスルファーゼ、グルカルピダーゼ、イデュルスルファーゼ、インコボツリヌストキシンＡ、インターフェロンアルファ－２ｂ、インターフェロンアルファ－ｎ３、インターフェロンベータ－１ａ、インターフェロンベータ－１ｂ、インターフェロンガンマ－１ｂ、ラロニダーゼ、メトキシポリエチレングリコール－エポエチンベータ、メトレレプチン、オクリプラスミン、オナボツリヌストキシンＡ、オプレルベキン、パリフェルミン、副甲状腺ホルモン、ペグアスパルガーゼ、ペグフィルグラスチム、ペグインターフェロンアルファ－２ａ、リバビリンと一緒に包装されたペグインターフェロンアルファ－２ａ、ペグインターフェロンアルファ－２ｂ、ペグインターフェロンベータ－１ａ、ペグロチカーゼ、ラスブリカーゼ、レテプラーゼ、リロナセプト、リマボツリヌストキシンＢ、ロミプロスチム、サルグラモスチム、セベリパーゼアルファ、Ｔｂｏ－フィルグラスチム、テネクテプラーゼ、又はＺｉｖ－アフリベルセプトである。

いくつかの実施形態において、診断用薬剤は、ツベルクリン精製タンパク質誘導体、チロトロピンアルファ、セクレチン、可溶性トランスフェリンレセプター、トロポニン、Ｂ型ナトリウム利尿ペプチド、ヨーベングアン Ｉ １２３、フロルベタピル Ｆ １８、ペルフルトレン、ガドテル酸メグルミン、フロルベタベン Ｆ １８、フルテメタモール Ｆ １８、ガドテル酸メグルミン、イソスルファンブルー、レガデノソン、テクネチウム Ｔｃ ９９ｍ チルマノセプト、フロルベタベン Ｆ １８、ペルフルトレン、レガデノソン、又はフルテメタモール Ｆ １８である。

製剤

エレクトロスプレーされた粒子は、非水性又は水性液体又はゲル（又はそれらの混合物）に懸濁し、懸濁製剤を形成することができる。非水性液体は、有機溶媒又はイオン液体又はそれらの何らかの組み合わせであることができる。いくつかの実施形態において、有機溶媒は、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、ココナツ油、綿実油、魚油、ブドウ種子油、ヘーゼルナッツ油、水添植物油、オリーブ油、パーム核油、ピーナッツ油、ハッカ油、ベニバナ油、ゴマ油、ダイズ油、ヒマワリ油、クルミ油、アセトン、酢酸エチル、乳酸エチル、ジメチルアセトアミド、ジメチルイソソルビド、ジメチルスルホキシド、グリコフロール、ジグリム、メチルｔｅｒｔ－ブチルエーテル、Ｎ－メチルピロリドン、パーフルオロデカリン、ポリエチレングリコール、２－ピロリドン、テトラヒドロフルフリルアルコール、トリグリセリド、分画された植物脂肪酸Ｃ８及びＣ１０のトリグリセリド（例えば、ＭＩＧＬＹＯＬ（登録商標）８１０及びＭＩＧＬＯＹＬ（登録商標）８１２Ｎ）、飽和植物脂肪酸Ｃ８及びＣ１０のプロピレングリコールジエステル（例えば、ＭＩＧＬＹＯＬ（登録商標）８４０）、オレイン酸エチル、カプリン酸エチル、アジピン酸ジブチル、脂肪酸エステル、ヘキサン酸、オクタン酸、トリアセチン、ジエチルグリコールモノエーテル、ガンマ－ブチロラクトン、オイゲノール、クローブバッド油、シトラール、リモネン、及びそれらの任意の組み合わせである。いくつかの実施形態において、イオン液体は、ピリジニウム、ピリダジニウム、ピリミジニウム、ピラジニウム、イミダゾリウム、ピラゾリウム、チアゾリウム、オキサゾリウム、トリアゾリウム、アンモニウム、スルホニウム、ハロゲン化物、硫酸塩、スルホン酸塩、炭酸塩、リン酸塩、重炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、ＰＦ_６ ^－、ＢＦ_４ ^－、トリフラート、ノナフラート、ビス（トリフィル）アミド、トリフルオロアセテート、ヘプタフルオロブタノエート、ハロアルミネート、又はそれらの任意の組み合わせを含む。懸濁用の水性液体は、水、０．９％生理食塩水、乳酸加リンガー溶液、デキストロース５％又は緩衝液を含む。緩衝液は、例えば、酢酸緩衝液、ヒスチジン緩衝液、コハク酸緩衝液、ＨＥＰＥＳ緩衝液、トリス緩衝液、炭酸緩衝液、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、グリシン緩衝液、バルビタール緩衝液、及びカコジル酸緩衝液を含んでよい。懸濁用の媒体は、別の成分、例えば、炭水化物、ｐＨ調整剤、塩、キレート剤、ミネラル、ポリマー、界面活性剤、タンパク質安定化剤、乳化剤、防腐剤、アミノ酸、抗酸化剤、タンパク質、有機溶媒、又は栄養培地など、をさらに含んでよい。いくつかの実施形態において、他の成分のそれぞれは、独立して、媒体の０．０００１～９９％（ｗ／ｖ）、例えば、０．０００１～９０％（ｗ／ｖ）、０．０００１～５０％（ｗ／ｖ）、０．０００１～１０％（ｗ／ｖ）、０．０００１～１％（ｗ／ｖ）、又は０．０００１～０．１％（ｗ／ｖ）である。当業者は、媒体中の他の成分の適切な量を決定することができるだろう。炭水化物は、デキストラン、トレハロース、スクロース、アガロース、マンニトール、ラクトース、ソルビトール、又はマルトースである。ｐＨ調整剤は、例えば、酢酸塩、クエン酸塩、グルタミン酸塩、グリシン酸塩、ヒスチジン、乳酸塩、マレイン酸塩、リン酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、重炭酸塩、水酸化アルミニウム、リン酸、塩酸、ＤＬ－乳酸／グリコール酸、ホスホリルエタノールアミン、トロメタミン、イミダゾール、グリシルグリシン、又はグルタミン酸一ナトリウムであってよい。例示的な塩は、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、水酸化ナトリウム、塩化第一スズ、硫酸マグネシウム、グルコへプトン酸ナトリウム、過テクネチウム酸ナトリウム、又は塩酸グアニジンである。キレート剤は、例えば、エデト酸二ナトリウムであることができる。ミネラルは、例えば、カルシウム、亜鉛、又はチタン二酸化物であることができる。ポリマーの例は、プロピレングリコール、グルコーススターポリマー、シリコーンポリマー、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロース、ポリ（グリコール酸）、ポリ（乳酸－ｃｏ－グリコール酸）、又はポリ乳酸である。界面活性剤は、例えば、ポリソルベート、ステアリン酸マグネシウム、ドデシル硫酸ナトリウム、トリトンＮ－１０１、グリセリン、又はポリオキシエチル化ヒマシ油であってよい。タンパク質安定化剤は、アセチルトリプトファン塩、カプリル酸塩、又はＮ－アセチルトリプトファンを含む。乳化剤は、例えば、ポリソルベート８０、ポリソルベート２０、ソルビタンモノオレアート、エタノールアミン、ポリオキシル３５ヒマシ油、ポリオキシル４０水添ヒマシ油、カルボマー１３４２、トウモロコシ油－モノ－ジ－トリグリセリド、ポリオキシエチル化オレイン酸グリセリド、又はポロキサマーであることができる。例示的な防腐剤には、フェノール、ｍ－クレゾール、ベンジルアルコール、２－フェニルオキシエタノール、クロロブタノール、ネオマイシン、塩化ベンゼトニウム、グルタルアルデヒド、又はベータ－プロピオラクトンが含まれる。アミノ酸は、アラニン、アスパラギン酸、システイン、イソロイシン、グルタミン酸、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、ピロリジン、セリン、セレノシステイン、スレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン、アスパラギン、Ｌ－アルギニン、ヒスチジン、グリシン、又はグルタミン、例えば、アスパラギン、Ｌ－アルギニン、ヒスチジン、グリシン、又はグルタミンであってよい。抗酸化剤は、グルタチオン、アスコルビン酸、システイン、又はトコフェロールであることができる。タンパク質は、プロタミン、硫酸プロタミン、又はゼラチンであることができる。

水性懸濁製剤について、高濃度トレハロース溶液は、懸濁液中の粒子を安定化し、早すぎる溶解を防止することができる。糖は、「クラウダー」分子、すなわち、大きい体積を占めるクラウディング剤として作用し、いくつかの実施形態において、短距離タンパク質－タンパク質引力相互作用を増加させる。この安定化効果はまた、ポリマー、例えば、ＰＥＧ３００、及び有機分子、例えば、Ｎ－メチル－２－ピロリドンなどの、水中の他のクラウディング剤についても記載されている（Miller et al. J. Pharm. Sci., 2012, 101, 3763-3778）。

懸濁液の粘度は、０．２７～２００ｃＰ、例えば、０．２７～５０ｃＰ、１～３０ｃＰ、又は２０～５０ｃＰの範囲であることができる。いくつかの実施形態において、懸濁液の粘度は、０．２７～２００ｃＰ、例えば、０．２７～１００ｃＰ、０．２７～５０ｃＰ、０．２７～３０ｃＰ、１～２０ｃＰ、又は１～１５ｃＰの範囲である。ある実施形態において、粘度は、ニュートン領域におけるせん断速度で測定される。他の実施態様において、粘度は、１００ｓ^－１以上、例えば、１０００ｓ^－１又は１０００ｓ^－１より大きいせん断速度で測定される。懸濁液は、５～９０体積％の粒子、例えば、例えば、２０～９０体積％、４０～８０体積％、５０～６０体積％、又は７０～９０体積％の粒子を含んでよい。懸濁液は、０．０００１～１０００ｍｇ／ｍＬ、例えば、１００～９００、１５０～８００、又は２００～７００ｍｇ／ｍＬの、第１の治療用又は診断用薬剤の濃度を有してよい。

本明細書に記載される本発明のいくつかの実施形態において、粒子中の高濃度の治療用又は診断用薬剤及び非水性又は水性液体中の高濃度の粒子が可能である。後者は、様々なサイズの粒子を混合することによって達成され得る。

いくつかの実施形態において、１又は複数の治療用又は診断用薬剤は、粒子中及び粒子の外側、すなわち、非水性又は水性液体中に、存在することができる。非水性又は水性液体に含まれる治療用又は診断用薬剤は、粒子中に使用されるものと同じであるか、又は異なることができる。１又は複数の治療用又は診断用薬剤は、投与中の疼痛又は炎症を低減することができる。粒子の外側の医薬組成物中の治療用薬剤の濃度は、例えば、０．０００１～１０００ｍｇ／ｍＬの範囲であることができる。

いくつかの実施形態において、粒子は、無針注射器での使用、又は吸入又は他の鼻送達システムでの使用のために、噴霧され回収される。いくつかの実施形態において、粒子は乾燥粉末として保存される。いくつかの実施形態において、乾燥粉末は、製剤の投与の直前に再構成され、ここで、治療用又は診断用薬剤は、水溶液又は非水溶液に溶解される。そのようなパラダイムは、場合によっては、乾燥粉末の形態ではなく、水溶液又は非水溶液の形態で保存される、ある特定の治療用又は診断用薬剤の相対的不安定性又は分解を回避するために、有益である。

無針注射システムは、液体、懸濁液、粉末又は発射体を含んでよい。粉末は、長期保存に適しており、そのようなシステムを使用して、事前の再製剤化及び調製をすることなく、自宅で注射することができる。粉末は、固体薬物が充填された注射室及び粒子を皮膚内に発射するためのノズルを必要とする。要するに、いくつかの実施形態において、粒子はガス流と共にノズルから出て、皮膚表面に衝突する。これにより小さい穿孔又は穴ができ、ここに粒子が堆積する。それらは、上皮角質層を貫通した後、上皮角質層及び生体表皮内に完全に分配される。無針注射のための粒子は、約１ｇ／ｃｍ^３以上の密度及び２０μｍより大きい平均直径を有し得る。

いくつかの実施形態において、粒子は、ＬｙｏＴｗｉｓｔなどの二室式シリンジ装置を介して投与される。粒子は、装置の１つの室に乾燥粉末として存在し、一方で第２室は、水性の又は非水性のキャリア液体によって占められる。この２つの室の成分は、投与直前に混合される。

使用方法

本発明の、懸濁液又は乾燥形態を含む医薬組成物は、臨床応答に応じて、必要に応じて調整され得る適切な用量で、投与され得る。組成物はまた、化粧品的にも使用され得る。医薬組成物の用量は、治療用又は診断用薬剤の薬物動態；投与のモード；受容者の年齢、健康、及び体重；症状の性質及び程度；治療の頻度、及び存在する場合は併用治療のタイプ；及び治療される動物における治療用又は診断用薬剤のクリアランス速度などの、多くの要因に応じて、変えることができる。当業者は、上記の要因に基づいて、適切な用量を決定することができる。投与は、毎日、毎週、２週間ごと、３週間ごと、毎月、又は任意の他の適切なインターバルで、行ってよい。一般に、治療用又は診断用薬剤が、例えば、０．０１ｍｇ／ｋｇ～７０ｍｇ／ｋｇ（固体形態として測定）の用量で、ヒトに投与される場合に、満足のいく結果が得られ得る。いくつかの実施形態において、用量は、０．０１ｍｇ／ｋｇ～１ｍｇ／ｋｇの範囲であってよい。用量範囲は、例えば、３０ｍｇから５０００ｍｇまでの間を含む。いくつかの実施形態において、少なくとも３０、１００、５００、１０００、２０００、又は５０００ｍｇの化合物が投与される。好ましい用量範囲としては、例えば、１－１０ｍｇ／ｋｇなどの、１－３０ｍｇ／ｋｇが含まれる。

送達される体積は、適応症及び送達の経路に依存することとなる。一つの実施形態において、０．５ｍＬ超、例えば、２ｍＬ超の用量の、５０ｃＰ未満の、例えば、３０ｃＰ未満の粘度を有する医薬組成物が、投与される、例えば、動物の皮膚に注射される。いくつかの実施形態において、１．５ｍＬ超、例えば、５ｍＬ超の用量の、５０ｃＰ未満の、例えば、３０ｃＰ未満の粘度を有する医薬組成物が、投与される、例えば、動物の皮膚に注射される。

医薬組成物は、任意の適切な方法によって、例えば、耳介、頬側、結膜、皮膚、歯、電気浸透、子宮頸管内、洞内、気管内、経腸、硬膜外、羊膜外、体外、浸潤、間質、腹腔内、羊膜内、動脈内、関節内、胆管内、気管支内、嚢内、心臓内、軟骨内、仙骨内、空洞内、腔内、大脳内、槽内、角膜内、歯冠内、冠動脈内、海綿体内、皮内、椎間板内、管内、十二指腸内、硬膜内、表皮内、食道内、胃内、歯肉内、回腸内、病巣内、管腔内、リンパ腺内、骨髄内、髄膜内、筋肉内、眼内、卵巣内、心膜内、腹膜内、胸膜内、前立腺内、肺内、鼻洞又は眼窩周囲洞内、脊髄内、滑膜内、腱内、精巣内、包膜内、胸腔内、尿細管内、腫瘍内、鼓膜内、子宮内、血管内、静脈内、静脈内ボーラス、静脈内点滴、心室内、膀胱内、硝子体内、イオン浸透法、洗浄、喉頭、鼻、経鼻胃、閉鎖包帯法、眼、経口、中咽頭、非経口、経皮膚、関節周囲、硬膜外、神経周囲、歯周、直腸、吸入、眼球後、軟組織、くも膜下、結膜下、皮下、舌下、粘膜下、局所、経真皮、経粘膜、経胎盤、経気管、経鼓膜、尿管、尿道、又は膣投与によって、投与され得る。そして、医薬組成物は適切に製剤化され得る。

例

本明細書中に開示される方法は、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を含む粒子、ヒトＩｇＧ全体を含む粒子、及び３つの別々のモノクローナル抗体のうち１つを含む粒子を生成するために、別個の場合において利用した。様々な分析的技術を適用して、粒子自体の物理的特性及びそれらが含むタンパク質の構造的及び機能性特性を評価した。走査型電子顕微鏡法及び関連する画像分析を使用して、粒子形態及びサイズ分布をそれぞれ研究した。高い真球度の滑らかな粒子が、ある特定の添加剤プロファイルについて達成された一方で、平均サイズの容易な制御が、低い分散度で幅広い範囲にわたって可能であった。ある特定の場合において、粒子表面は添加剤で飾られた。密度及び水含量の測定は、特に二次乾燥が使用された場合に、粒子が結晶充填効率に近づき、非常に低いレベルの残留水分を保持したことを示した。再構成された粒子に対して実施したＥＬＩＳＡ及び結合アッセイによって証明されるように、タンパク質の機能性特性もまた保存された。このことは、このプロセスが、タンパク質間会合の程度に対して、最小限の又はむしろ修復の効果を有したことを示す、サイズ排除ＨＰＬＣ分析によって裏付けられた。最終的に、様々なキャリア媒体中の粒子の懸濁液は、超高添加量、例えば、＞３００ｍｇ／ｍＬが可能であり、粒子－媒体複合体の見かけの粘度が２０ｃＰ未満であったことを示した。

材料及び方法

ウシ血清アルブミン及びヒトＩｇＧは、それぞれ、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ（Ａ２９３４、＞９８％）及びＩｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ（ＩＲＨＵＧＧＦ－ＬＹ、＞９７％）から、凍結乾燥粉末として得た。バイオシミラーバージョンの３つの市販のモノクローナル抗体製品（ｍＡｂ１、ｍＡｂ２、ｍＡｂ３）を水溶液中で得た。製剤は、対応するＦＤＡラベルに適合していた。濃縮カラムをＭｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｓｉｇｍａから入手し（３ｋＤａカットオフでのタンパク質精製及び濃縮用の、Ａｍｉｃｏｎ（登録商標）Ｕｌｔｒａ １５ｍＬフィルター）、エレクトロスプレー供給溶液について所望のタンパク質濃度を達成することが必要な場合に使用した。全ての添加剤及びキャリア媒体、安息香酸ベンジル、は、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈから購入し、受け取ったまま使用した。

エレクトロスプレー粒子形成

特に断りのない限り、特注設計の従来のエレクトロスプレー装置を使用して、本明細書中に開示される粒子サンプルを調製した。この装置は、Ｈａｒｖａｒｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓモデル３３デュアルチャネルシリンジポンプに取り付けられた、３０ゲージのとがっていない使い捨てシリンジ針（８９１３４－１９６、ＶＷＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）を含んでいた。針は、Ｍａｔｓｕｓａｄａ ＥＱ－３０Ｐ１－ＬＣｔＧ高圧ＤＣ電源によって帯電させた。選択サンプルについては、４．５Ｗの電力で駆動されるＳｏｎｏ－Ｔｅｋ １２０ｋＨｚ超音波噴霧器ノズルによって針を置き換えた。

凍結乾燥

凍結乾燥サンプル、すなわち、二次乾燥を経たとマークされたサンプルの粒子を、微量遠心管に入れ、液体窒素におよそ１０分間浸漬することによって急速凍結した。次いで、サンプルをゆるく覆い、およそ４８時間、およそ０．０３５Ｔｏｒｒの圧力で、Ｌａｂｃｏｎｏｃｏ Ｆｒｅｅｚｏｎｅ凍結乾燥器に導入した。

走査型電子顕微鏡法

Ｈｉｔａｃｈｉ ＴＭ３０３０Ｐｌｕｓ卓上顕微鏡を用いて、選択サンプルについて電子顕微鏡写真を収集した。サンプルを導電性テープ上に固定し、低真空帯電防止環境中で試験し、サンプル調製の必要性を排除した。

光学顕微鏡法

５ｍｇの粒子を安息香酸ベンジル（２０マイクロリットル）と共にボルテックスすることによって、イメージング用に選択サンプルを調製した。次いで、サンプルをスライドガラス上にピペットで移し、Ｌｏｇｏｓ ＢｉｏｓｙｓｔｅｍｓによるＣｅｌｅｎａ顕微鏡を使用して、イメージングした。

画像分析

（ｉ）最小粒子重複、（ｉｉ）粒子と背景との間の良好なコントラスト、及び（ｉｉｉ）少なくとも１０ピクセルの粒子占有率を与える分解能、に基づいて、さらなる分析のために選択顕微鏡画像を選んだ。これにより、粒子を容易に識別し、分解能に基づく誤差を低減することができた。二値化閾値を適用して粒子を背景から分離し、分水嶺セグメンテーションアルゴリズムを適用して、個々の粒子が別々に測定されたことを保証した。次いで、以下のパラメーター：０．５～１．０の円形度；５～無限大平方マイクロメートルのサイズ；エッジ上では除外する；穴を埋める、を用いて、ＩｍａｇｅＪツール「Ａｎａｌｙｚｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ」を二値画像に適用した。識別された粒子の輪郭を元の画像に重ねた。誤識別された粒子、例えば、単一の粒子として識別されたクラスタ、又は輪郭が粒子と一致しない粒子などは、次いで破棄した。粒子の輪郭を手動でなぞり、ＩｍａｇｅＪの測定ツールを使用することによって、欠けている粒子を測定した。

密度分析

およそ０．１ｇの粉末をＡｃｃｕＰｙｃ ＩＩ １３４０ガス置換ピクノメーター法システムを用いて調べることによって、選択サンプルからのエレクトロスプレーされた粒子の骨格密度を決定した。

水含量分析

およそ０．１ｇの粉末を、カールフィッシャー滴定装置を備える真空オーブンに入れ、サンプルを加熱することによって、選択サンプルからのエレクトロスプレーされた粒子中の残留水分を決定した。

塩含量分析

塩素の元素分析によって、選択サンプルからのエレクトロスプレーされた粒子の塩含量を決定した。これは、フラスコ燃焼とそれに続くイオンクロマトグラフィーによって実施した。

ゼータ電位分析

Ｍａｌｖｅｒｎ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓゼータサイザーナノＺＳを使用して、選択サンプルについてゼータ電位分析を行った。溶液を、ＤＩ水中８ｍｇ／ｍＬに調製し、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＩＮＣ ＤＴＳ１０７０折り返しキャピラリーセルに入れた。

ＥＬＩＳＡアッセイ

ＥＬＩＳＡアッセイを選択サンプルに使用して、変性感受性様式でヒト抗体を検出した。最初に、ヒトＩｇＧをＰＢＳ中で１時間プレーティングし、続いて洗浄緩衝液（ＰＢＳ＋．０５％ツイーン２０）で４分間３回洗浄し、次いで洗浄緩衝液中２％ＢＳＡ（Ｓｉｇｍａ）で４５分間ブロッキングし、次いで希釈（２０μｇ／ｍｌ）プロテインＡ－ＨＲＰ（Ａｂｃａｍ）と共に４５分間インキュベートし、洗浄緩衝液で３分間３回洗浄し、次いでＴＭＢ（Ａｂｃａｍ）と共に１０分間インキュベートし、次いで最後に、ストップ溶液（Ａｂｃａｍ）で反応を停止した。比色読み取りは、Ｔｈｅｒｍｏ Ｍｕｌｔｉｓｋａｎ Ｓｐｅｃｔｒｕｍで行った。

モノクローナル抗体結合アッセイ

適切な細胞表面レセプターを発現する細胞を利用して、細胞結合能力について、選択サンプルからのモノクローナル抗体を評価した。それぞれの濃度のモノクローナル抗体と共に３０分間４℃で細胞をインキュベートし、次いで、２０００ｒｐｍでスピンダウンし、次いでＰＢＳで３回洗浄した。次いで、ＰＥで蛍光標識された二次ヤギ抗ヒトＦａｂ抗体と共に３０分間４℃で細胞をインキュベートした。次いで、細胞を２０００ｒｐｍでスピンダウンし、次いでＰＢＳで３回洗浄した。次いで、細胞を再懸濁し、次いでＡｔｔｕｎｅフローサイトメーター（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）で分析した。

サイズ排除クロマトグラフィー

サイズ排除クロマトグラフィーによって、選択サンプル中のサイズ異体の定量化を決定した。この分析は、ＨＰＬＣシステム（１１００、Ａｇｉｌｅｎｔ）上で実行されるＡｄｖａｎｃｅｄ ＢｉｏＳＥＣカラム、７．８ｍｍ ＩＤｘ３０ｃｍ、３μｍ（Ａｇｉｌｅｎｔ）を利用した。移動層は、ｐＨ６．０の０．２Ｍリン酸カリウム及び０．２５Ｍ塩化カリウムであった。クロマトグラフィーを、１．０ｍＬ／ｍｉｎの流量で１５分間、イソクラティックに行った。カラム温度を周囲温度２５℃に維持し、溶離液吸光度を２８０ｎｍでモニターした。各モノクローナル抗体を、そのそれぞれの製剤緩衝液で１ｍｇ／ｍＬに希釈した。それらの注入体積は２０μＬであった。

懸濁液調製

選択サンプルについて、粒子を２ｍＬのＥｐｐｅｎｄｏｒｆ微量遠心管に秤量した。測定された粉末密度に基づいて、適切な量の懸濁ビヒクルを添加して、所望の濃度の懸濁液を調製した。次いで、サンプルを３０秒間ボルテックスした。

粘度測定

コーン及びプレートの幾何学的形状（２０ｍｍ／２°）を有するＡＲ－Ｇ２レオメーター（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）を使用して、溶液及び懸濁液の粘度を測定した。５分間、１０００／秒のせん断速度で、３０秒ごとにサンプルを測定した。ある特定の場合において、固有粘性係数［η］を測定値に基づいて計算した。これは、粒子が懸濁液の粘度に寄与した程度の指標であった。それは、以下のＫｒｉｅｇｅｒ－Ｄｏｕｇｈｅｒｔｙの式から計算した。
式中、η_ｒｅｌは、懸濁媒体の粘度によって正規化された懸濁液の見かけの粘度であり、φは、懸濁液中の粒子の体積分率であり、φ_ｍは、粒子の実現可能な最大体積分率（理論的にはおよそ０．６であり、実際にはおよそ０．５（M. A. Miller, J. D. Engstrom, B. S. Ludher, K. P. Johnston, Langmuir, 2010, 26, 1067））である。［η］の値は典型的には、粒子形状、電気粘度、及び溶媒和の効果に応じて、２．５ｄＬ／ｇの限界値、いわゆるアインシュタイン値を上回っていた。

結果及びディスカッション

粒子のサイズ、形状、及び化学組成

４ｍＬのＢＳＡ溶液を、脱イオン水中で約８０ｍｇ／ｍＬの濃度で調製した。この溶液を、０．４ｍＬ／ｈｒの流量及び約１３．３ｋＶの印加電圧でエレクトロスプレーした。一次乾燥及び光学顕微鏡検査の後、ＩｍａｇｅＪ分析は、１９．９５μｍの平均粒子径及び０．２７の分散性指数を示した（図１１）。

濃縮カラムを使用することによりＰＢＳ緩衝溶液を脱イオン水で交換することによって、３ｍＬの脱塩ＩｇＧ溶液を５０ｍｇ／ｍＬの濃度で調製した。この溶液を０．４ｍＬ／ｈｒの流量及び１０．６ｋＶの印加電圧でエレクトロスプレーした。一次乾燥及びＳＥＭイメージングの後、ＩｍａｇｅＪは、１８．０６μｍの平均粒子径及び０．１２の分散性指数を示した（図１２）。塩含量は１．５ｗｔ％未満であることが分かった（初期ＰＢＳ緩衝液は約８ｇ／ＬのＮａＣｌを含有していたことに留意されたい）。一次乾燥後の粒子密度及び水含量は、それぞれ、１．３２４ｇ／ｍＬ及び７－１０ｗｔ％であった。二次乾燥ステップの実行後、３ｗｔ％未満の残留水分含量が達成された。

濃縮カラムで緩衝溶液を脱イオン水で交換することによって、５ｍＬの脱塩ｍＡｂ溶液を約２０ｍｇ／ｍＬの濃度で調製した。この溶液を約０．４ｍＬ／ｈｒの流量及び約１１．８ｋＶの印加電圧でエレクトロスプレーした。一次乾燥及び光学顕微鏡検査の後、ＩｍａｇｅＪ分析は、１６．０２μｍの平均サイズ及び０．０９の分散性指数を示した（図１３）。

凝集体分析

８ｍｇ／ｍＬの濃度の添加剤を含む、２０ｍｇ／ｍＬの濃度の１ｍＬのｍＡｂ１の溶液を、ｐＨ６．５で調製した（供給溶液）。この溶液を、０．４ｍＬ／ｈｒの流量及び１１．９ｋＶの印加電圧でエレクトロスプレーした。（ｉ）一次乾燥、（ｉｉ）二次乾燥、（ｉｉｉ）及び加速条件下での保存（７日間、４０℃）の後に、ＨＰＬＣによって凝集体分析を実施した。凝集体のサイズ分布を、供給溶液及びラベル製剤の両方において観察されたものと比較した。同様の条件下で保存した場合に、加速保存の７日後に、粒子製剤は、ラベル製剤よりも約０．２％少ない凝集体を有していた（以下の表２を参照されたい）。

ＥＬＩＳＡアッセイによるＩｇＧの機能

５０ｍｇ／ｍＬの濃度のＩｇＧの溶液を、約０．４ｍＬ／ｈｒの流量及び１０．６ｋＶの印加電圧でエレクトロスプレーした。一次乾燥後、粒子をＰＢＳ中に再構成し、その中に含まれるＩｇＧをＥＬＩＳＡアッセイによって分析できるようにした。図１５は、再構成されたＩｇＧのシグナルが図１４の対照サンプルのものと同等であったことを示しており、これは、エレクトロスプレーされたタンパク質のＦｃ（定常）ドメインの結合活性が保存されていたことを示している。

ｍＡｂ１及びｍＡｂ２の細胞結合活性（治療活性のインビトロ指標）

２０ｍｇ／ｍＬの濃度のｍＡｂ１の溶液を、約０．４ｍＬ／ｈｒの流量及び１１．８ｋＶの印加電圧でエレクトロスプレーした。２０ｍｇ／ｍＬの濃度のｍＡｂ２の第２の溶液を、約０．４ｍＬ／ｈｒの流量及び１１．９ｋＶの印加電圧でエレクトロスプレーした。粒子を一次乾燥に供した。図１６及び図１７において、フローサイトメトリーによって評価される、ｍＡｂ１及びｍＡｂ２についてのラベル製剤の結合活性が示される。細胞株によって発現された標的に対する親和性がない、熱変性対照及びｍＡｂ陰性対照は、このアッセイが熱変性及び選択性に対して感受性であったことを示した。次いで、ｍＡｂ１を含む粒子（図１６）及びｍＡｂ２を含む粒子（図１７）をＰＢＳ中に再構成し、結合活性についてアッセイした。この結果は、エレクトロスプレー粒子形成プロセスを通して、抗体の完全な結合活性が保存されたことを示した。

図１８において、ｍＡｂ１粒子の熱安定性を、４０℃で７日間の加速保存にわたって評価した。粒子を２つのサンプルに分け、一方を乾燥粉末として保存し、他方を安息香酸ベンジル中で保存した。保存後、粒子をＰＢＳ中に再構成し、その時点で、フローサイトメトリーアッセイは再び、保存なしの未処理材料（ラベル製剤）と比較したときの細胞結合活性の保存を示した。

ＩｇＧ粒子懸濁液の粘度

上述のようにエレクトロスプレーによって、脱塩したＩｇＧ及びｍＡｂ１の粒子を調製した。これらの粒子を安息香酸ベンジルに個々に懸濁し、レオメーターでおよそ１０００／秒のせん断速度で分析した。両方の懸濁液は、同様のレオロジー挙動を示し、ｍＡｂ１の水性製剤よりも性能が実質的に優れていた（図１９）。３００ｍｇ／ｍＬを超えるいずれかの薬剤の懸濁製剤は、およそ２０ｃＰ未満の見かけの粘度を有することが観察された。さらに、５００ｍｇ／ｍＬの懸濁液中のＩｇＧ粒子は、約２．６４ｄＬ／ｇの［η］値を有することが見出された。これは、粘度が主として排除体積効果によって支配されていたことを示している。これは、分子間相互作用が媒体の見かけの粘度に顕著に寄与し得る様々なタンパク質の水溶液と比較されるべきであり、例えば、水性のＩｇＧの特徴は、６．５ｄＬ／ｇ付近の［η］値によって示される（E. Longman, S. E. Harding, N. Mareineke, LCGC North America, 2006, 24, 1, 64-72）。

電場有り及び無しで生成されたヒトＩｇＧ粒子の比較

超音波ノズルによって生成された、水性のＩｇＧのエアロゾルの液滴（およそ１６ｍｇ／ｍＬ ＩｇＧ、４ｍｇ／ｍＬ ＮａＣｌ）を乾燥することによって、ヒトＩｇＧの粒子を生成した。一方のグループの粒子（グループＡ）についてのエアロゾル形成は、ノズルと、数センチメートル下流に配置された電極との間に８ｋＶのバイアスをかけることによって印加された電場によって補助し（図２０）、もう一方のグループについては、補助しなかった（グループＢ）（図２１）。

グループＡ及びＢの粒子の平均サイズは、それぞれ、６．５及び１０．１μｍであった。これは、電場が平均液滴サイズを減少させるように作用したことを示している。標準偏差はそれぞれ１．８及び３．４μｍであった。次いで、粒子を水中に再構成し、ＨＰＬＣで分析した。凝集体は、供給溶液における１４．１％の凝集体と比較して、タンパク質集団の７．９％（グループＡ）及び６．９％（グループＢ）であることが見出された。同じ再構成された材料のゼータ電位は、３．９５ｍＶ（グループＡ）及び６．９１ｍＶ（グループＢ）であった。

エレクトロスプレーによって生成されたヒトＩｇＧ粒子における、表面の突起した添加剤

約８０ｍｇ／ｍＬのヒトＩｇＧ及び約３０ｍｇ／ｍＬの塩の溶液を、０．４ｍＬ／ｈｒの流量及び１２．２ｋＶの印加電圧でエレクトロスプレーした。液滴の一次乾燥後に粒子が生成され、ＳＥＭで可視化された（図２２、図２３）。結晶又は半結晶性の塩が粒子の表面に大量に観察された。

約８０ｍｇ／ｍＬのヒトＩｇＧ、約２０ｍｇ／ｍＬの塩、及び約１０ｍｇ／ｍＬの糖の溶液を、０．４ｍＬ／ｈｒの流量及び１２ｋＶの印加電圧でエレクトロスプレーした。液滴の一次乾燥後に粒子が生成され、ＳＥＭで可視化された（図２４、図２５）。塩及び／又は糖が粒子の表面に大量に観察された。

約７０ｍｇ／ｍＬのｍＡｂ３及び約４６ｍｇ／ｍＬの糖を含むモノクローナル抗体の溶液を、０．４ｍＬ／ｈｒの流量及び１２．１ｋＶの印加電圧でエレクトロスプレーした。液滴の一次乾燥後に粒子が生成され、ＳＥＭで可視化された（図２６、図２７）。糖が粒子の表面に大量に観察された。

他の実施形態は特許請求の範囲に記載される。

Claims (10)

1. タンパク質、及び炭水化物、塩、又はそれらの組み合わせを含む水性の第１の液体をエレクトロスプレーして小滴を形成し、前記水性の第１の液体を蒸発させて固体粒子を前記小滴から生成する方法であって、ここで、前記炭水化物、塩、又はそれらの組み合わせは、粒子の表面に突き出ており、前記粒子中の前記タンパク質が０．５～１．０活性／単位を有し、前記活性は、エレクトロスプレーされる前の同じタンパク質と比較して測定される、方法。
2. 前記第１の液体中の前記タンパク質の濃度が０．０００１～１０００ｍｇ／ｍＬである、請求項１に記載の方法。
3. 前記水性の第１の液体が、水である、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記炭水化物が、デキストラン、トレハロース、スクロース、アガロース、マンニトール、ラクトース、ソルビトール、又はマルトースである、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記塩が、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、水酸化ナトリウム、塩化第一スズ、硫酸マグネシウム、グルコへプトン酸ナトリウム、過テクネチウム酸ナトリウム、又は塩酸グアニジンである、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記粒子が、０．１～１０００μｍの直径を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記粒子が、０．０５～０．９の多分散性指数を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
   
8. 前記タンパク質が抗体である、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記抗体がヒトIgGまたはモノクローナル抗体である、請求項８に記載の方法。
10. 前記タンパク質がウシ血清アルブミン（BSA）である、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。