JPH08503695A

JPH08503695A - 局所麻酔剤の持続性送達のための生分解性ポリマーマトリックス

Info

Publication number: JPH08503695A
Application number: JP6507554A
Authority: JP
Inventors: ビー．バード，チャールズ; エス．ランガー，ロバート
Original assignee: Childrens Medical Center Corp
Current assignee: Childrens Medical Center Corp
Priority date: 1992-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1996-04-23
Anticipated expiration: 2015-02-07
Also published as: EP0659073A1; ES2170074T3; DE69331387T2; CA2144407A1; US5618563A; EP0659073B1; WO1994005265A1; JP3007687B2; DE69331387D1; AU5126993A; PT659073E; AU683022B2; DK0659073T3; CA2144407C; ATE210969T1; EP1132080A3; EP1132080A2

Abstract

(57)【要約】局所麻酔剤の長期投与のために、局所麻酔剤を組み込んだポリマー性マトリックスからなる改良された生分解性制御性放出システム、およびそれを製造する方法が開示される。PLAMを形成するために用いられるポリマーおよび製造方法は、それらの分解プロフィルに基づいて選択される：好ましくは２週間に渡っての直線的制御的様式による局所麻酔剤の放出、および、局所的炎症を避けるために、６ヶ月未満、より好ましくは２週間未満の半減期を有するインビボでの分解。あるいは、炎症を予防するために、非炎症剤が局所麻酔剤と共にポリマー内に組み込まれ得る。

Description

【発明の詳細な説明】局所麻酔剤の持続性送達のための生分解性ポリマーマトリックス発明の背景米国政府は、Harvard Anesthesia Research and Teaching CenterのC．Berde に対する米国国立衛生研究所認可番号GM-15904と、R．Langerに対する米国国立衛生研究所認可番号CA-5257による本発明における権利を有する。本発明は、一般に、麻酔学の分野に関するものであり、特に、約２週間より少ない期間で痛みを局所ブロックする麻酔剤の送達に関する。局所または部位の長期間の遮断を提供するために、現在の臨床医は、カテーテルまたは注射器を介して、痛みをブロックするべき部位に投与される局所麻酔剤を使用している。これは、ボーラス投与によるか、または注入ポンプに接続した留置カテーテルを介するかのいずれかにより、１日より長い期間にわたって痛みをブロックするべきところに繰り返し投与することを要求する。これらの方法は、麻酔剤の濃度の変動および高レベルによって、神経または周辺組織への不可逆的な損傷を引き起こす可能性があるという不利な点を有する。さらに、これらの方法に投与される麻酔剤は、一般に、標的領域には制限されず、また直線的連続的様式では送達されない。すべての場合には、６時間から12時間、より典型的には、４時間から６時間、より長い時間、無痛覚はめったに続かない。ポンプの場合には、注入ラインを配置および固定するのは困難であり、被験体は動きやすさを制限および妨害され、そして被験体が小児であるか、または精神的に参っている場合、被験体は偶発的にポンプをはずし得る。薬物は、典型的には、注射、局所投与、経口摂取、および持続性デバイスを含む種々の方法により投与される。局所的送達よりむしろ全身的送達を提供する方法は、全身投与する場合、これらの方法が被験体の呼吸能を妨げ得るので、局所麻酔剤の選択肢ではない。デバイスは、注射または局所投与により達成され得るより長い時間、持続性で制御性の一定な局所的放出を提供し得る可能性があった。これらのデバイスは、典型的には、薬物が拡散および／またはマトリックスの分解により放出されるポリマー性マトリックスまたはリポソームからなる。放出パターンは、通常、マトリックス材料、ならびに、充填百分率、製造方法、投与される薬物のタイプおよびデバイスのタイプ（例えば、マイクロスフェア）により、主に決定される。他に比べての生分解性制御性放出システムの主な利点は、このシステムが薬物が空になったデバイスを外科的に除去する必要がないことである。このシステムは、被験体の体内によりゆっくりと分解および吸収され、そして最後は他の可溶性の代謝老廃物と一緒に浄化される。メトキシフルランのような全身性麻酔剤は、例えば、Hayn esら，Anesthesiology 63:490-499（1985）に記載されるように、リポソームおよびレシチン微小滴内に組み込まれる。現在まで、リポソームおよびレシチン調製物は、これらが安全かつ制御された方法で長期間（すなわち、３日またはそれ以上）緊密な遮断を与える能力を持たないため、臨床上または実験室上の実施においてあまり適用されない。レシチン微小滴およびリポソームは、およそ数時間内に、分解するかまたは非常に速やかに食作用を受ける。局所麻酔剤の放出のために、ポリマーと組み合わせて形成された他の脂質ベースのデバイスは、Dombの米国特許第5,188,837号に記載されている。 Wakiyamaら，Chem．Pharm．Bull.，30:3719-3727（1982）に記載されているように、局所麻酔剤は、生分解性ポリマー性デバイス（例えば、ポリ乳酸マイクロスフェア）内に組み込まれる。脂質ベースの材料とは対照的に、ポリ（乳酸）のデバイスは、分解するのに１年より長くかかり、そして局所の炎症を引き起こす。Berdeら，Abstracts of Scientific Papers，1990 Annual Meeting，Amer．So c．Anesthesiologists，73:A776（1990年9月）は、1,3-ビス（p-カルボキシフェノキシ）プロパンおよびセバシン酸が１：４の比率のコポリマーのポリ無水物ポリマーマトリックスから形成されたデバイスの使用を報告し、このマトリックス内にジブカイン遊離塩基が圧縮成形により組み込まれた。しかし、この薬物ポリマーデバイスは、幾つかの欠点を有していた。例えば、薬物が圧縮成形によりポリマーマトリックス内に組み込まれているので、デバイスは、時折、内部腐食（bulk erosion）を示し、これは、薬物の速い初期放出を引き起こした。さらに、デバイスは、しばしば、炎症反応を起こすか、または、漿液物質またはフィブリンの被膜（capsule）を生じ、このデバイスは、神経に近接して設置された場合、特に問題となる。従って、本発明の目的は、改良された生分解性制御性放出デバイスを提供することであり、このデバイスは、実質的に一定で直線的な様式により、局所麻酔剤を長期間投与し、そして最小限度の被膜形成（encapsulation）および／または他の免疫応答を引き起こす。本発明のさらなる目的は、生腐食性ポリマーマトリックスからの局所麻酔剤の放出速度を調節する方法および手段を提供することである。発明の要旨局所麻酔剤の長期投与のための改良された生分解性制御性放出デバイス、およびそれを製造する方法が開示される。デバイスは、１ヶ月以内に著しく分解する生分解性ポリマーから形成され、そのポリマーの少なくとも50％は、２週間以内に体内から除去される非毒性残物に分解する。有用なポリマーとしては、ポリ無水物、ポリ乳酸−グリコール酸コポリマー、および触媒を含むポリオルトエステルが挙げられる。局所麻酔剤は、圧縮成形ではなく、溶融キャスティングまたは噴霧乾燥のような、均一な分散を生じる方法を用いてポリマー内に組み込まれる。ポリマー性デバイスに対する局所の炎症反応は、ポリマーの選択、ポリマーを形成するモノマーならびに不純物、モノマー、および分解産物を除去して得られたポリマーの再結晶の繰り返し、麻酔剤を組み込む方法によって、そしてある実施態様では、デキサメタゾンのような抗炎症剤を、ポリマー内に含ませるかまたはポリマーと共に移植するかのいずれかによって、回避される。デバイスは、スラブ、フィルム、微粒子（マイクロスフェアを含む）、またはペーストとして形成され得る。麻酔剤のタイプおよびその量は、これら化合物の公知の薬学的性質に基づいて選択される。ポリマー性デバイスに用いるために、ブピバカインが、ジブカインのような他の局所麻酔剤より良好な麻酔剤であることが見い出された。麻酔剤の塩（例えは塩酸塩、臭化物、酢酸塩、クエン酸塩、硫酸塩など）が、ポリマー性デバイス内に組み込まれる場合、遊離の塩基の形態よりは良好な結果を生じることもまた決定された。組み込まれる薬物百分率、局所麻酔剤の形態（例えば、より親水性の塩酸塩に対してより疎水性の遊離塩基）、製造方法、およびマトリックスの形状を操作することにより、特定の初期投与量およびその後の維持用量を送達するようにデバイスを合わせることが可能である。ポリマー性デバイスは、麻酔剤が放出されるべき部位に移植される。これは、手術時、注射前または注射時に、特に、デバイスが微粒子の形態である場合に行われ得、もしくは全身麻酔剤を除去した後に行われ得る。実施例は、デバイス中に麻酔剤の均一な分散を得る方法を用いてポリマー性デバイスを作製し、そして麻酔剤−ポリマー性デバイスによる抗炎症剤の組み込みによる炎症を予防することの優位性を示す。デバイスは、3.5mg/日より速い速度で、４日までの間、またはそれより多い日数の間、実質的に０次キネティクス（ kinetics）（すなわち、直線的放出）により局所麻酔剤を送達する。インビボでのこれらデバイスの有効性もまた示される。ラット坐骨神経のインビボのモデルを用いて、デバイスが、５日から６日までの間にある程度の知覚神経の遮断を提供し、そして３日までの間に運動神経の遮断を提供することが示された。遮断は、強さおよび知覚の完全な回復でもって、可逆的であるように見える。実施例はまた、ラットの坐骨神経に沿って、ブピバカイン20％のCPP:SA（20:8 0）ポリマーマトリックスを移植した後に、炎症、被膜形成、ならびに、知覚神経または運動神経の遮断の持続期間に対するシス-ヒドロキシプロリンおよびデキサメタゾンの効果を示す。シス-ヒドロキシプロリン（CHP）は、被膜形成を減少させず、そして知覚神経および運動神経の遮断の持続期間を変化させなかった。対照的に、デキサメタゾン（DMS）は、被膜形成および炎症の著しい減少を生じ、そしてより長い期間の知覚神経の無痛覚に関連していた。DMSのPLAM内への片側の組み込みが、DMSを与えられなかった反対側のコントロール移植物の周囲の被膜形成を減少させなかったので、これらの効果は全身濃度のデキサメタゾンによって介在されなかった。DMS は、炎症反応を阻害し、そして45μｇから180μｇの用量でラット内のポリマー性デバイスの被膜形成を妨げるのに有効であり、１ペレット当たり15μｇと60μ ｇとの間のDMSを含有する３つのペレットで投与された。好ましい投与量は、60 μｇ抗炎症剤/kg体重であり、これは20μｇ/kg体重と１mg/kg体重との間の投与量範囲と同等である。これらの用量は、グルココルチコイドの分泌の抑制を生じなかった。図面の簡単な説明図１ａおよび１ｂは、日数を時間の関数としてブピバカインHCl（図１ａ）およびジブカインHCl（図１ｂ）の蓄積放出百分率を示すグラフであり、熱溶融成形デバイスからの放出を、1,3-ビス（p-カルボキシフェノキシ）プロパン：セバシン酸（CPP:SA）（１：４）から形成された圧縮成形デバイスからの放出と比較したものである。図２は、インビトロでのポリマー性ペレット研究を示すグラフであり、すなわち、10mlのPBS中の12％ブピバカインHCl（黒丸）；25mlのPBS中の20％ブピバカインHCl（白抜き三角）；10mlのPBS中の20％ブピバカイン（黒四角）：および2m lのPBS中の20％ブピバカイン（白抜き四角）の、日数にわたっての蓄積放出百分率を示すグラフである。図３ａ〜３ｆは、神経ブロックアッセイの結果を示すグラフである：図３ａは、移植後の数日にわたって、緊密な、部分的な、またはブロックのない痛みの軽減を示すラットの数を示すグラフである；図３ｂは、G1デバイス（黒四角）およびコントロール（白抜き四角）に対する移植後の日数にわたっての反応時間（latency）（秒）を示すグラフである；図３ｃは、移植後の日数にわたって、緊密な、部分的な、またはブロックのない痛みの軽減を示すラットの数を示すグラフである；図３ｄは、G2デバイス（黒丸）およびコントロール（白抜き丸）に対する移植後の日数にわたっての反応時間（秒）を示すグラフである；図３ｅは、移植後の数日にわたって、緊密な、部分的な、またはブロックのない痛みの軽減を示すラットの数を示すグラフである；そして図３ｆは、G3デバイス（黒丸）およびコントロール（白抜き丸）に対する移植後の数日にわたっての反応時間（秒）を示すグラフである。データは、平均±標準誤差を示す。*註ｐ<0.05有意性（†，ｐ＝0.07）。図４は、ポリマー性移植物を受容した５匹の異なったラットに対するノーザンブロット分析のオートラジオグラムである。これは、表示および定量に対して光学スキャナーによりデジタル化されたノーザンオートラジオグラムの像である。放射標識化したプローブは、坐骨神経に対応するDRG組織（L4-6）から抽出されたサブスタンスＰ（プレプロタキキニン）をコードするmRNAレベルを測定するのに用いられた。オートラジオグラムのシグナルバンドの平均グレースケール（gr ayscale）密度は、特異的RNA−プローブハイブリダイゼーションに対応する像の画素の値を平均することにより決定された。プレプロタキキニン（PPT）mRNAレベルは、用いられた全RNAの規準として28S rR NAレベルに対して標準化された。頚部のDRG組織（C3−5）は、追加の未操作のコントロールとして用いられた。N=なし；B=ブピバカイン’L=腰部’C=頚部。図５は、麻酔剤および抗炎症剤を含有するPLAMで処理されたラットの、グループ４（四角）、グループ５（菱形）、グループ６（丸）およびコントロール（三角）に対して、移植後の時間に対する反応時間（秒）を示すグラフである。図６ａ、６ｂ、および６ｃは、移植後の時間に対するPLAM処理ラットの数を示すグラフであり、ここで、ラットは、重篤な障害（黒い棒）、部分的障害（縞模様）、および運動神経ブロックなし（白抜き棒）であることを示す。図７は、麻酔剤および抗炎症剤を含有するPLAMで処理されたラットの、グループ１（四角）、グループ２（菱形）、グループ３（丸）およびコントロール（三角）に対して、移植後の時間に対する反応時間（秒）を示すグラフである。図８ａ、８ｂ、および８ｃは、移植後の時間に対するPLAM処理ラットの数を示すグラフであり、ここで、ラットは、重篤な障害（黒い棒）、部分的障害（縞模様）、および運動神経ブロックなし（白抜き棒）であることを示す。発明の詳細な説明標的領域に対して局所麻酔剤を制御して長期に送達するためのシステムが提供される。これらのシステムは、術後の痛み、交感神経による持続的な痛みのような種々の形態の持続性の痛み、または多くのタイプの癌に関連する痛みのようなある種の形態の慢性の痛みの管理に対して用いられ得る。ポリマーポリマーが１年未満の期間にわたってインビボで分解し、かつポリマーの少なくとも50％が６ヶ月以内に分解することは重要である。より好ましくは、ポリマーは１ヶ月以内に著しく分解し、かつポリマーの少なくとも50％は体内で除去される非毒性の残物に分解し、薬物の100％は２週間の期間内に放出される。ポリマーはまた、内部腐食によるのではなくて、表面腐食による加水分解によって分解されるべきであり、その結果、放出は、持続的であるだけでなく、直線的でもある。この基準に合うポリマーとしては、いくつかのポリ無水物、乳酸とグリコール酸とのコポリマー（乳酸対グリコール酸の重量比が４：１以下（すなわち、 80重量％またはそれ未満の乳酸対20重量％またはそれ以上のグリコール酸）である）、および触媒または分解促進化合物を含有する、例えば、無水マレイン酸のような無水物触媒を少なくとも１重量％含有するポリオルトエステル類が挙げられる。他のポリマーとしては、ゼラチンおよびフィブリンのようなタンパク質ポリマー、ならびにヒアルロン酸のような多糖類が挙げられる。ポリ乳酸は、インビボで分解するのに少なくとも１年かかるので、有用ではない。ポリマーは、生体適合性であるべきである。生体適合性は、標準技法を用いて、ポリマーを形成するモノマーおよび／またはポリマーのいずれかを再結晶することにより高められる。麻酔剤これらのシステムは、局所麻酔剤の制御された放出を提供する生分解性ポリマーマトリックスを用いる。本明細書中で用いられるように、「局所麻酔剤」という用語は、局所的麻痺または痛みの軽減を提供する薬物を意味する。ジブカイン、ブピバカイン、エチドカイン、テトラカイン、リドカイン、およびキシロカインなどの多くの異なった局所麻酔剤が用いられ得る。好ましい麻酔剤は、ブピバカインまたはジブカインであり、最も好ましいのは、塩の形態、例えば、塩酸塩、臭化物、酢酸塩、クエン酸塩、または硫酸塩である。これらの薬物の遊離の塩基の形態と比較して、塩酸塩の親水性が高いほど、より長くより緊密な神経ブロック、ポリマーマトリックスからのより完全な放出、標的となる神経領域からのよりゆるやかなクリアランス、およびより少ない被膜形成を示す。ブピバカインは、PLAM内に組み込まれた場合、特に長く作用し、有効な局所麻酔剤である。ブピバカインの他の利点としては、著しく運動神経を遮断しない十分な知覚神経の麻酔、より低い毒性、および広範な入手可能性が挙げられる。デバイスはまた、Schneiderら，Anesthesiology，74:270-281（1991）により報告されるように、種々の知覚に特異的な（modality-specific）遮断を生じ、またはMastersら，Soc．Neurosci.Abstr.，18:200（1992）により報告されるように、持続的な放出、それに続く単回の注射による遮断に対してそれらをより有用にする物理的−化学的特性を有する局所麻酔剤を投与するのに用いられ得る。これらの教示は本明細書中に援用されている。麻酔剤は、0.1重量％から70重量％、好ましくは、5重量％から50重量％の充填百分率でポリマー内に組み込まれる。ポリマー内に組み込まれる薬物百分率およびマトリックスの形状、さらに局所麻酔剤の形態（遊離塩基対塩）および製造方法を操作することにより、特定の充填およびその後の維持用量を送達するようにシステムを合わせることは可能である。１日当たり放出される薬物の量は、マトリックス内に組み込まれた薬物の百分率に比例して増加する（例えば、5％〜10 〜20％というように）。好ましい実施態様において、約30％以下の薬物を組み込んだポリマーマトリックスが利用されるが、薬物、デバイスを作成および充填するために用いられる方法、およびポリマーに依存して、実質的により多い薬物を組み込むことは可能である。抗炎症剤有用な抗炎症剤としては、デキサメタゾン、コルチゾン、プレドニゾンのようなステロイド、および経口または注射により慣例的に投与される他の抗炎症剤が挙げられる。有用な充填は、１重量％から30重量％である。好ましい用量は、60 μｇ抗炎症剤/kg体重であり、これは20μｇ/kg体重と１mg/kg体重との間の投与量範囲に等しい。以下の実施例は、単独の、および局所麻酔剤と組み合わせた場合のポリマーが、ラット内に設置して２週間以内に実質的に被膜形成の反応を生じることを示す。局所麻酔剤を含有するポリマーに対する被膜形成の反応は、ポリマー単独より劣る。この被膜形成は、外来物体に対する自然反応であり、そして「生体適合性」と一般に見なされる多くの物質と共に様々な速度で生じる。被膜形成反応を最小限にすることは、適切な治療のために、見苦しい瘢痕を回避するために、薬物の作用部位に薬物を最適に到達させるために、そして感染の可能性を潜在的に減少させるために、重要である。被膜形成は、外来物体の周囲の線維状物質の形成を包含する。それは、初期の急性炎症反応の間に外来物質を食作用して取り込むために、顆粒球による攻撃から始まる。線維形成を介する被膜形成の過程は、組織球および線維芽細胞によるものであり、それらは、移植物の周囲にコラーゲン性の結合組織の層を形成する。被膜形成は、移植物の化学的および物理的特性、移植物の機械的作用、体内の被膜形成の部位および微生物の存在などの種々の因子に依存する。実施例は、デキサメタゾンが被膜形成を低減し、ポリマーからの麻酔剤の放出により起こる神経ブロックの強度を減少させず、知覚および力（strength）の回復に影響を及ぼさず、そして有効な低用量により局所にのみ働き、これにより正常な下垂体−副腎ホルモン応答に関して影響を及ぼさないことを示す。製造方法ポリマー性デバイスは、好ましくは、圧縮成形のような方法ではなくて、溶媒キャスティング、噴霧乾燥または熱溶融のような、デバイス全体に麻酔剤を均一に分散させる方法を用いて製造される。実施例１により示されるように、内部腐食および薬物の速い初期放出を時折示す圧縮成形した錠剤とは対照的に、熱溶融成形した錠剤は、より緊密でより均質なマトリックスを有し、より安全で直線的な様式によりマトリックスから薬物を放出させる。ポリマー性マトリックスの形態もまた、重要である。デバイスは、スラブ、ビーズ、ペレット、マイクロスフェアおよびマイクロカプセルなどの微粒子として形状化され得、またはペースト状に形成され得る。微粒子、マイクロスフェア、およびマイクロカプセルは、本明細書中では一括して「微粒子」として示される。デバイスは、放出特性を改変するために、または生体適合性を高めるために、別のポリマーまたは他の材料でコーティングされ得る。微粒子は、懸濁液として、またはゼラチンカプセル内のデバイスとして投与され得、あるいは例えば、ペーストを形成するために用いられ得る。好ましい実施態様において、デバイスは、微粒子の形態である。所望の放出プロフィルは、異なった放出速度を有するポリマーから形成される微粒子の混合物を用いることにより達成され得、例えば、ポリマーは１日以内、３日以内、および１週間以内に放出し、その結果、各ポリマー自体が同じ期間にわたって直線的に放出しない場合でさえ、直線的な放出が達成される。投与方法好ましい投与方法において、デバイスは、微粒子であり、そして痛みの軽減が達成されるべき部位に注射により投与される。あるいは、デバイスは、その部位に外科的に移植される。ペレットは、トロカール（trochar）を通して注入され得、あるいは、ペレットまたはスラブは、神経に近接して外科的に設置され得る。可能な適用としては、開胸術に対する２日から５日間の肋間遮断、または胸の治療後の神経痛に対する長期間の肋間遮断、反射性交感神経ジストロフィーに対する腰部交感神経遮断、またはヘルニア修復に対する３日の腸骨鼠径／腸骨下腹の遮断が挙げられる。本発明は、以下の限定されない実施例に関してさらに説明される。実施例１：ブピバカインHCLの持続性放出のためのポリマーマトリックスの調製 CPPおよびSA（20:80）のモノマーを、無水酢酸中で30分還流した後混合無水物に転化した。次いで、無水酢酸およびジメチルホルムアミドの混合溶媒中で数週間にわたってプレポリマーを再結晶し、続いて窒素を吹きながら重縮合を行った。次いで、得られたポリマーを微粉末に粉砕し、そして結晶性ブピバカインHCL （20重量％±2重量％薬物（乾燥））と混合した。次いで、薬物−ポリマー混合物で満たしたツベルクリン注射器を乾燥オーブンに115℃で15〜20分間置き、そして溶融固体をテフロンチューブ（3.2mm内径）内に注入することにより、または、ポリマー粉末を圧縮することにより、円柱状ペレットを製造した。デバイスからのブピバカインの放出を、リン酸塩緩衝液（pH7.4）中で10日間にわたって測定した。圧縮成形錠剤と熱溶融ペレットとを比較した結果を図１ａに示す。非常により直線的な放出が、熱溶融により調製したデバイスを用いて得られた。実施例２：ジブカインの持続性放出のためのポリマーマトリックスの調製ブピバカインHClをジブカインHClに置き換えて、上記のようにポリマー-薬物マトリックスを調製した。次いで、マトリックスからのジブカインの放出を、リン酸塩緩衝液（pH7.4）中で10日間にわたって測定した。圧縮成形錠剤と熱溶融ペレットとを比較した結果を図１ｂに示す。同じ放出プロフィルが観察された。実施例３：生分解性ポリマー性マトリックスからの局所麻酔剤の制御された放出による長期の部位性神経ブロックブピバカイン-HClを組み込んだポリマーマトリックスから製造された円柱状ペレットを、インビボでラットの坐骨神経に沿って外科的に移植した。知覚神経および運動神経のブロックが、２日から６日の範囲の期間に生じた。薬物を含まないポリマー移植物を与えられた反対側のコントロールの足はブロックを示さなかった。遮断は可逆的であり、そして動物は知覚神経および運動神経の機能が正常まで回復しているように見えた。神経および筋肉の機能の生化学指標は、反対側のコントロールとは区別できなかった。この生分解性ポリマーシステムは、局所麻酔剤の末梢神経への送達のための有望な新規の代替物を提供し、急性および慢性の痛みの管理のための長期の遮断を生じる。方法および材料 PLAM移植物制御された方法でこの局所麻酔剤を放出するために、生分解性ポリマー性ペレットを、結晶性ブピバカイン・HClで含浸されたポリマー混合物（20％ポリ［ビス（p-カルボキシフェノキシ）プロパン無水物］（ポリCPP）および80％セバシン酸（SA））から形成した。ポリマー−局所麻酔剤マトリックス（PLAM）のペレットを、12％および20％のブピバカイン-HClの150μmのふるい分け結晶とポリマー粉末とを混合することにより製造した。簡単に言えば、ツベルクリン注射器内の混合物を115℃で乾燥オーブン中で溶融し、次いで溶融混合物をテフロンチューブ（3.2mmまたは4.8mm内径）内に注入することにより、円柱状ペレットを製造した。冷却後、ペレットを特定の長さおよび重量に切断した。薬物を含まないポリマーを用いて同一の方法により、コントロールペレットを製造した。ブピバカイン・HClで20重量％まで充填した３つのサイズのPLAMペレットを、投与量効果を試験するために移植物として用いた。グループ１のペレットは、50 ±3mgの重量であり、そして4.0±0.3mmの長さであり、3.1±0.2mmの直径であった。グループ２のペレットは、グループ１のペレットの２倍の長さであり、100 ±5mgであり、9.8±2mmの長さであり、3.1±0.2mmの直径であった。グループ３のペレットは、125±5mgの重量であり、そして6.0±0.1mmの長さであり、4.7±0 .2mmの直径であった。インビトロまたはインビボの使用のために、ガンマ線照射によりペレットを滅菌した。PLAMペレットの異なったバッチを用いて、同様な結果を得た。インビトロ 12％または20％のブピバカインで充填したブピバカインPLAMペレット（グループ２のペレットとサイズが等しい）を、種々の容量（2ml、10ml、25ml）の0.1％アジ化ナトリウムのリン酸塩緩衝化生理食塩水（PBS）液（pH7.4、37℃）中に浸漬した。緩衝液を集め、そして0.5、2、8、16、24時間の時点で、次いでその後３週間１日１回緩衝液を置き換えて、そして高性能液体クロマトフラフィー（HP LC）アッセイの前に−20℃で保存した。ブピバカイン標準物の0.23、0.46、0.77 、2.3μｇを、10番目の試料後ごとに平均して分析した結果、直線性応答値（R² ＞0.995）を生じた。 PLAM移植手術のために、雄ラット（150〜250g Sprague-Dawley）を、グループ１および２に対しては、50〜75mg/kgのペントバルビタール（腹腔内注射）を用いて、そしてグループ３に対してはハロタン（誘導には酸素中4％そして維持には2％）を用いて麻酔した。毛を剃った大腿背面皮膚を尻と膝の間の中央で切開した。膝屈曲筋を小止血鉗子で分け、座骨神経の背面部を曝した。直接目視下で、ポリマーペレットは、神経を取り囲む筋肉層の間の広い空間に容易に適合され得た。ペレットを含む空間を、0.5ccの抗生物質溶液（5000単位/mlのペニシリンGナトリウムおよび5 000μg/mlの硫酸ストレプトマイシン）で浸した。膝屈曲筋を覆う筋膜を、２つの創クリップで皮膚を閉じる前に、単一の縫合で再び近づけた。全てのラットについて、上部大腿中の座骨神経に沿って、実験した側面には薬剤を含有する移植物そして反対側（コントロール）の側面にはコントロール（薬剤を含まない）移植物で、PLAMペレットを外科的に移植した。神経ブロック試験運動神経ブロックラットを、静寂観察室中、24±1℃で、知覚神経および運動神経について行動に関して試験した。PLAM移植は、試験の少なくとも１週間後、適切なベースラインのホットプレート反応期間を示すラットでのみ実施された。全ての試験条件で、行動を記録する実験者は、局所麻酔を含む側面を知らされていない。運動神経ブロックを評価するために、目視観察を基に４点のスケールを考案した：（1）正常の外見、（2）尾を持って持ち上げたとき、足指を広げる能力が損なわれた足のもとのままの（intact）背屈、（3）広げる能力がなく足底が屈曲したままの足指と足、および（4）背屈の損失、足指の屈曲、および歩行損傷。明確にグラフ化するために、部分運動神経ブロックは、スコア２に等しく、そしてひどい運動神経ブロックは、３または４のいずれかのスコアである。知覚神経ブロック知覚神経遮断は、各ラットが56℃プレートからその後足を引っ込めるまでに必要な時間により測定した（IITC Life Science Instruments、Model 35-D、Woodl and Hills、CA）。ラットは、腰から上を布で優しくくるんで保持し、前足を抑止しそして視覚をさえぎった。ラットを、片方の後足がホットプレート上にそして他方の足が室温プレート上にある位置に置いた。コンピューターデータ収集システム（足蹠スイッチを備えたApple IIe）を用い、ホットプレートに置いた各後足を引き上げる（withdraw）反応時間を、交互に足を替えそして各測定間に少なくとも15秒の回復期間をとって記録した。グループ１および２については15秒以内に、グループ３については12秒以内にホットプレートから引き上げ動作がない場合、試行は損傷を避けるために終了し、そして終了時間を記録した。各側面あたり５回の測定後に試験を終了し、最高点および最低点を無視し、そして残った３点の平均を各側面について計算した。動物は、確立された州および連邦ガイドラインに従って取り扱われた。剖検移植後２週間で、動物全てが運動神経試験および知覚神経試験でベースラインレベルに回復したほぼ１週間後に、動物を屠殺した。インビトロでの概算では、１週間までにポリマーマトリックスからの薬剤枯渇（5％未満残存）を予測し、観察されたブロックと良く対応した。このように、座骨神経は、剖検後分析の前の約１週間は局所麻酔がなかった。組織学移植物に隣接および近接する、約2-3cm長さの座骨神経の切片を、10％ホルマリン溶液（pH7の24mMリン酸ナトリウム）中に保存した。次いでこれらの切片をパラフィン中包埋し、ヘマトキシリンおよびエオシンで染色し、そして光学顕微鏡で検査した。血漿分析５匹のラット（250-275g）を、ケタミン-HCl（100mg/mlを1.5ml/kg腹腔内注射）およびキシラジン（4mg/mlを4mg/kg腹腔内注射）で麻酔し、サイラスティック（silastic）カテーテルを右の頚静脈中に入れた。カテーテルを入れて２日後、 20％ブピバカイン（300mg）を充填したグループ１ペレットを、座骨神経の隣に移植した。移植の前に、ならびに留置している中央静脈カニューレを介したPLAM 移植の後1、4、24、48、72、および96時間後に、血液を採取した（0.5cc）。血漿を、等量のHPLC等級のメタノール（Fischer Scientific、Pittsburgh、PA）を用いて抽出し、遠心分離し（10,000×g）、そしてHPLC分析の前にメタノール相を濾過した（0.2μmナイロンシリンジタイプ、Rainin、Woburn、MA）。HPLCは、血漿メタノール抽出相中のブピバカイン濃度を10ng/mlまで確実に定量した。血液血漿分析に用いるブピバカイン標準は、メタノール抽出の前に血漿アリコートに添加した。標準ブピバカインのピーク保持時間に一致するピークを、ブピバカインと予想することにより血漿試料中で確かめた。生化学分析アセチルコリンレセプターグループ２の移植物を受容したラットから腓腹筋を切除し、そしてMartynら、Anesthesiology 76:822-843、1992；およびMastersら、Meeting for the Americ an Society of Anesthesiologists 75:A680、1991により記載されたように、Ｉ₁ ₂₅ α-ブンガロトキシン結合についてアッセイした。腓腹筋Ｉ¹²⁵α-ブンガロトキシン結合を、神経除去に応答して上向きに調節（増加する）アセチルコリンレセプター数の測定として用いた。サブスタンスＰおよびそれをコードするmRNA 神経節を、頚部（C3-5）および腰部（L4-6）領域から切除し、直ちにドライアイス上て凍結し、そして3M塩化リチウム/5M尿素溶液中でホモジナイズした。遠心分離したペレットを、Mastersらの方法、BioTechniques、12:902-911、1992によりRNA分析のために精製し、そして上清液をペプチドラジオイムノアッセイ（R IA）のためにC-18カラム上で脱塩した。RIAにおいては、標識していないサブスタンスＰを、Too H-P、Maggio J：Radioimmunoassay of Tachykinins、Methods in Neuro sciences、Conn PM編、New York、Academic Press、1991、232-247頁、に記載されるように、２つの試料で、サブスタンスＰに特異的なポリクローナル抗体を用いて、Bolten-Hunger Ｉ¹²⁵標識化サブスタンスＰに対して競合させた。アッセイは、アッセイチューブあたり5〜10フェムトモルまで感受性であった。サブスタンスＰとともに溶出するタンパク質レベルを、マイクロタイタープレートビシンコニン（BCA）タンパク質アッセィ（Pierce、Rockford、IL）を用いて分析した。背面神経節根のノーザンブロット分析は、単一の背面神経節根中のRNAレベルの20％の差異を正確に分析し得、Masters（1992）により記載されるように開発された。精製した全RNA試料を、エチジウムブロマイドTris酢酸/EDTAゲルを用いて定量し、そして等量をホルムアミド変性ノーザンゲル上に載せた。神経ペプチドサブスタンスＰをコードするメッセンジャーRNAの相対量を、28SリボソームRN A（γ-プレプロタキキニン/28S rRNAオートラジオグラフィーグレースケール密度）に対して標準化した。エチジウムブロマイド写真ネガおよびハイブリダイゼーションオートラジオグラムを、フラットベッド型の光学スキャナーを用いてデジタル化しそして得られる画像を単一バンドのグレースケール密度について分析した。ノーザン分析には、Dr．J．Krause、Washington University、St．Louis、MO により提供されたγ-プレプロタキキニンの完全長のcDNAを用い、そしてPromega （Madison、WI）pGEM-3Zリボプローブベクター中にサブクローン化した。³²P-UT P標識化リボプローブ（比活性約10⁹cpm/μｇ）は、RNA T7ポリメラーゼ（Promega P iscataway、NJ）を用いて作成した。ラット28SリボソームRNA領域に相補的な30 マーのオリゴヌクレオチド配列（5'-AAUCCUGCUC AGUACGAGAG GAACCGCAGG-3'）は、電気泳動ゲル中に載せた全RNAの標準化用である。20ngのオリゴヌクレオチドを、T4ポリヌクレオチドキナーゼ（GIBCO BRL；Gaithersburg、MD）を用いて、所定の手法で³²P末端ラベルし、そしてニックサイズ排除カラム上で精製した。プローブの比活性を、カラム溶出液（400μｌ）に4μｇの標識していないオリゴヌクレオチドを添加することにより大きく減少させて（約10⁵cpm/μｇまで）、ハイブリダイゼーションシグナルを減少しそしてハイブリダイゼーションキネティクスを改善した。統計学データを、直線回帰検定、ANOVA、χ二乗検定、およびWilcoxon階級和（rank- sum）検定を適切に使用して分析した。結果インビトロ放出 HPLCの結果は、100mgのPLAMペレット中に取り込まれた96％の20mgブピバカインが、８日以内に放出されたことを示した。放出速度は時間とともに減少したので、蓄積放出は漸近線に向かって上昇した。蓄積放出プロファイルは、10ml緩衝液中の12％ブピバカインペレットに似ていた。グループ２のペレットは、図２に示すように、インビトロで、充填したブピバカインの約75％を４日以内に放出することが見いだされた。インビボ神経ブロック測定７匹の動物のグループ１の移植物（295±10mgの全PLAM）は、図３ａに示すように、２〜３日続く期間の座骨神経遮断をもたらした。２日間は大部分の動物において、緊密な運動神経遮断があったことが明らかである。反対側面のコントロール脚と比較した、熱に対する足の引き上げ反応時間の増加で測定されるように、知覚神経遮断は、図３ｂ中に示されるように、それぞれ、１日目に200％より大きくそして２〜３日目では70％〜40％より大きかった。６匹の動物のグループ２の移植物（295±10mgの全PLAM）は、図３ｃに示すように、４日間の座骨神経遮断をもたらした。運動神経遮断が、３〜４日間は大部分の動物において、緊密であった。知覚神経遮断は、図３ｄに示すように、１日目に200％より大きく、２および３日目では100％より大きく、そして４日目に40％より大きく、足の引き上げ反応時間を増加させた。グループ２の移植物を受容した７匹のラットの内の１匹は、手術移植手順から回復しなかった。この動物は緩慢なように見えそして体重が低下し、それ故研究から除外した。６匹の動物のグループ３の移植物（ 375±10mgの全PLAM）は、図３ｅおよび３ｆに示すように、４日間の部分的または完全運動神経遮断、および４〜５日間の知覚神経遮断をもたらし、足の引き上げ反応時間は、最初の３日間で185％以上、４日目で100％より大きく、そして５日目で30％より大きく増加した。薬剤のないポリマーペレットの等量を移植した反対側のコントロール側面では、損傷は観察されなかった。これらの結果は、PLAM移植量の増加が遮断期間を増加することを示し、このことは用量応答関係を示唆する。組織学座骨神経組織学的検査は、外来物体応答に伴う最小の神経周囲炎症が、以前の手術に対する局所応答に一致することを示した。光学顕微鏡を用いては、移植部位の近位または遠位のいずれにおいても軸策の退化または脱髄鞘の証拠は認められなかった。生化学分析局所麻酔薬の遅延した放出および座骨神経付近のポリマー分解は、移植後２週間、PLAM移植物を受容した側面と反対側のコントロール側面との間でなされた任意のいくつかの生化学的比較で差異を生じなかった（表１）。次の試験で有意な差異はなかった：（1）腓腹筋中のアセチルコリンレセプター数、（2）腰部または頚部背面神経節根中の、侵害受容に含まれる神経モジュレーターであるサブスタンスＰのレベル、または（3）図４に示されるように、新規な小試料ノーザンブロットシステムを用いた、腰部背面神経節根中の、サブスタンスＰ、プレプロタキキニン（PPT）をコードするRNAのレベル。 ^a （平均±標準誤差） ^* ｐ＞0.3、ブピバカイン処理対コントロール血漿レベル長期の神経遮断の潜在的な危険性は、局所的麻酔剤の全身的な蓄積であり、これは、痙攣、不整脈、および心筋抑制を導く。この危険性を試すために、ブピバカインの血漿濃度を、グループ１のPLAMペレット（全体で295±5mg）で移植したさらに５匹のラットについて、移植後1、4、24、48、72、および96時間で測定した。すべての濃度は、毒性の閾値である305μｇ/mlをはるかに下回る0.1μｇ/ml 未満であった。要約すれば、ラットの坐骨神経の長期の可逆性遮断を、生腐食性のポリマーマトリックスからのブピバカインの放出を用いてインビボで２〜６日の期間で達成した。移植物は、動物による耐性が充分であり、そして外来物体の存在に一致した軽い炎症のみを生じた。運動機能および知覚機能の回復は、完全なようであった。実施例４：抗炎症剤と組み合わせた麻酔剤を含有する PLAMの移植。調製方法に依存して、移植後の２週間の剖検にてPLAMの周辺のいくつかの被膜形成を観察することが以前の研究において、一般的であった。被膜形成は、外来物体の周辺の線維状物質の形成を包含する。それは、初期の急性炎症応答の間に外来物質を食作用して取り込むための、顆粒球による攻撃から始まる。線維形成を介する被膜形成のプロセスは、組織球および線維芽細胞によるものであり、移植物を取りまくコラーゲン性の結合組織の層を発生させる。被膜形成はいくつかの因子に依存し、それには、移植物の化学的および物理的特性、移植物の機械的作用、体内の部位、および微生物の存在が含まれる。被膜形成が提供する保護機能はまた、望ましくない瘢痕を生じ得る。この例は、シリコン製の乳房移植物の周辺の線維被膜の存在を検査する研究により示される。体内に大きな「瘢痕」を形成するのに加えて、被膜形成はまた、生分解性の薬剤送達システムの適応性および有用性において、制限的な因子であり得る。 Andersonらによる研究（J．M．Anderson、H．NiVen、J．Pelagalli、L．S．Olan off、およびR．D．Jones、「移植された薬剤-ポリマー持続放出システムの機能における線維被膜の役割」、J．Biomed．Mater．Res.、15、889-902（1981））は、最終的に移植物を取りまく線維被膜が、薬剤の拡散速度を抑制し、そして結果として局所的および全身的な薬剤レベルを低下させることを示した。さらに、他の研究には、ブピバカインを含浸させたPLAMでのインビボの知覚神経遮断の持続期間は、インビトロで検査したPLAMの結果から予想されるものよりも少なかった。従って、被膜形成を減少させる方法は、以下の２つの理由について必要とされる：（1）「瘢痕」の望ましくない結果を減らすこと、および（2）薬剤-ポリマー持続放出システムの放出作用を増強させること。本研究において、デキサメタゾンおよびシス-ヒドロキシプロリンの効果を、ラットの坐骨神経に沿ってブピバカイン含浸ポリマーマトリックスを移植した後の炎症、被膜形成、および知覚神経遮断および運動神経遮断の持続期間において測定した。それぞれの薬剤は、他の研究で、炎症プロセスの異なる成分に作用することが別々に示された。（L．Christenson、L．Wahlberg、およびP．Aebische r、「腹腔内に移植したポリマー被膜に対する肥胖細胞および生体組織反応」、J ．Biomed．Mater．Res. 、25、1119-1131（1991）；L．Christenso n、P．Aebischer、P．McMillian、およびP．M．Galletti、「腹腔内ポリマー移植物に対する生体組織反応：コルチコイドおよびドキソルビシンの種差および効果」、J．Biomed．Mater．Res.、23、705-718（1989）；D．IngberおよびJ．Fol kman、「コラーゲン代謝の変調を介する脈管形成の阻害」、Lab．Invest.、59、 44-51（1988）；ならびにJ．P．Iannotti、T．C．Baradet、M．Tobin、A．Alavi 、およびM．Staum、「瘢痕阻害のためのシス-ヒドロキシプロリン含有磁気応答性アルブミンマイクロスフェアの合成および特徴付け」、Orthop．Res．Soc.、9 、432-444（1991））。被膜形成の減少および薬剤放出作用の向上に対する個々の効果を本研究において検討した。方法および材料移植物 1,3-ビス（p-カルボキシフェノキシ）プロパンとセバシン酸（20:80）とのコポリマーを上記のように合成した。ポリマーを以下のプロセスを３回繰り返すことにより再精製した：ポリマーをクロロホルム中に溶解させ、５倍量のヘキサンで沈殿させ、溶媒を除去し、そして沈殿物をジエチルエーテルで洗浄した。次いで、コポリマーを液体窒素下で微粉末に粉砕し、一晩凍結乾燥し、そして使用まで-20℃にてN₂下で保存した。 CHP PLAM 10重量％および20重量％のL-シス-ヒドロキシプロリン（CHP）を含有するCPP: SA（20:80）コポリマーのPLAMを、以下のような熱溶融手順を用いて製造した：乾燥CHPをコポリマーに添加し、そしてスパチュラを用いて、ボルテックス撹拌と手動撹拌との両方により混合する。次いで、混合物を1ccの注射器に移し、ポリマーは溶融するがCHPはその結晶がポリマー全体にわたって広範囲に分散した状態で固形として残るように、116±2℃で10〜15分間加熱する。ットに切断する。このペレットをガンマ線照射により１時間滅菌し、そして使用まで-20℃で密封して保存する。「通常の口径」とする）を用いて合成した。これらのペレットを、長さ1cm、重量約100mgに切断した。グループ１の動物の実験側に、１つの10％のCHP PLAMペレットを移植した。グループ２の動物の実験側に１つの20％のCHP PLAMペレットを、コントロール側にもう１つの20％CHP PLAMペレットを移植した。プロトコルおよび結果を表３に示す。ブピバカインPLAM 20重量％の結晶状ブピバカイン-HClを含有するCPP:SA 20:80コポリマーのPLAM を、上記のCHP PLAMに記載の熱溶融手順により合成した。た：通常の口径（3.1±0.2mm）および大きい口径（4.9±0.3mm）。通常の口径のペレットを、長さ1cm、重量約100mgに切断した。大きい口径のペレットを、長さ 0.5mm、重量約130mgに切断した。グループ１、２および３ａ／３ｂの動物の実験側に、３つの通常の口径のブピバカインペレットを移植した。グループ４の動物の実験側に、３つの大きい口径のブピバカインペレットを移植した。 DMS／ブピバカインPLAM ブピバカインとデキサメタゾン（DMS）との両方を取り込んだPLAMを、CHP PLA Mに記載したものとは最初の調製がいくらか異なる熱溶融手順により合成した。 95％のエタノール中に溶解させたDMSと、95％のエタノール中に溶解させたブピバカインとを合わせることにより、DMSおよびブピバカインの均一な混合物を得た。この溶液を、エタノールが蒸発し、そして乾燥結晶状DMSおよびブピバカインの充分分散した混合物が後に残るまで、室温でフード下で風乾した。結晶状の混合物を、乳鉢および乳棒で微粉砕し、そしてコポリマーと合わせた。以後の手順は、CHP PLAMの記載に従った。すべてのDMS／ブピバカインPLAMを大きい口径のTef DMS／ブピバカインPLAMの２つの異なる投与量のセットを以下のように製造した：高用量（hd）DMSおよび低用量（ld）DMS。Hd-DMS／ブピバカインPLAMは、ペレット当たり約60μｇのDMSを含有した。ld-DMS／ブピバカインPLAMは、ペレット当たり約15μｇのDMSを含有した。両方のセットは、20重量％のブピバカインを含有した。グループ５の動物の実験側に、３つのhd-DMS／ブピバカインPLAMペレットを移植した。グループ６の動物の実験側に、３つのld-DMS／ブピバカイン PLAMを移植した。プロトコルおよび結果を、表４に示す。 DMS PLAM DMSを含有するPLAMを、CHP PLAMに記載したものとは最初の調製がいくらか異なる熱溶融手順により、以下のように合成した。クロロホルム中に溶解させたDMSと、クロロホルム中に溶解させたコポリマーとを合わせることにより、DMSおよびコポリマーの均一な混合物を得た。この混合物を、クロロホルムが蒸発し、そしてDMSおよびコポリマーの乾燥して充分分散した塊が後に残るまで、室温でフード下で風乾した。乾燥混合物を、乳鉢および乳棒で微粉砕し、そして注射器に移した。以後の手順は、CHP PLAMの記載に従った。すべてのDMS／ブピバグループ７の動物の実験側に３つのDMS PLAMペレットを移植した。コントロールPLAM コントロールPLAMを、CHP PLAMに記載の熱溶融手順により合成した。コントロールPLAMは、CPP:SA（20:80）コポリマーのみを含有し、そしてすべてのペレットを、大きい口径のTefl ロール側に、３つのコントロールPLAMペレットを移植した。デキサメタゾンのインビトロの放出トリチウム標識化デキサメタゾン（³H-DMS）を、New England Nuclear Corpor ation（Bostn、MA）から購入した。10⁷カウントからなるアリコートを、95％エタノール中に溶解させた200μｇの非標識化DMSおよび190mgのブピバカインの混合物に添加した。この溶液を、エタノールが蒸発し、そして乾燥した結晶状の³H- 標識化DMS、非標識化DMS、およびブピバカインの充分に分散した混合物が後に残るまで、室温でフード下で風乾した。この乾燥した結晶状混合物を乳鉢および乳棒で微粉砕し、そして650mgのCPP:SA（20:80）コポリマーと合わせた。以後の手順は、CHP PLAMの記載に従った。すべての³H-DMS／非標識化DMS／ブピバカインP LAMを、大きな口径のTeflo ナトリウムを含有する5mLの滅菌1X PBS（リン酸緩衝生理食塩水）中に置き、そして37℃でインキュベートした。インキュベートした1X PBS培地を除去し、-20 ℃で保存し、そして２時間、６時間、および24時間の時点、次いでその後３週間は１日に一度、5mlの新しい滅菌1X PBSと取り替えた。³Hの放出を、液体シンチレーションカウンター（Rackbeta 1214）を用いてカウントした。行動試験グループ４中で飼育された雄のSprague-Dawleyラットを、手術の前後の両方で 56℃のホットプレートに慣らした。それらを毎日、午前10時および午後12時の間で試験し、そして試験の前に少なくとも30分間、22±1℃にて静かな部屋に環境を調節した。ラットを、視覚妨害および上半身の動きの妨害のために腰部から上をタオルで包んだ。実験者の手で抑えて、動物の後足をホットプレート上に置き、そしてコンピューターに接続したフットスイッチを介して、ホットプレートとの接触開始からホットプレートから引っ込めることにより接触が終了するまでの反応時間を記録した。反応時間が12秒を超える場合、ラットの後足を移動させて、損傷を防いだ。どのラットにも炎症または水泡は観察されなかった。ベースラインの反応時間を一致させるために手術の前に、ラットを少なくとも２週間試験し、そして試験を手術後２週間続け、知覚神経遮断からの回復が完全になることを確認した。運動神経遮断を４点尺度法で定めた。運動神経遮断４を有する動物は湾曲した（clubbed）後足を有し、そして通常、歩行の際には障害を受けた足を引きずるものであった。運動神経遮断３の動物は、歩行を正常に行ったが、動物を持ち上げた際に、足指が広がらなかった。運動神経遮断２を有する動物は、足指は広がったが、正常な動物、または運動神経遮断１の動物ほど完全なものではなかった。知覚神経遮断の強度をより良く評価するために、ホットプレートの反応時間を、以下の４つのクラスに再分した：（1）最大ブロック強度（MBI）（反応時間＝ 12秒のとき、損傷を防ぐために実験者によって手で除かれる前にラットの足がホットプレート上に残ったままであり得る最大許容時間）、（2）緊密なブロック（反応時間＝７〜11秒のとき）、（3）部分ブロック（反応時間が４〜７秒のとき）、および（4）ブロックなし（反応時間が４秒未満のとき）。手術すべての動物を、酸素中3.5％〜4.0％のハロタンで麻酔し、そして1.5％〜2.0 ％のハロタンで維持した。麻酔は、導入後３〜５分内に達成された。麻酔の状態を確認するために、尾の元の部分（tailbase）および足（pawpad）を挟むことにより、動物を試験した。大腿部の毛を剃り、そして大転子下部を直接切開した。膝屈曲筋を平滑切開（blunt dissection）により徐々に分け、坐骨神経をむき出しにした。PLAMペレットを、膝屈曲筋の奥にある筋膜平面中で、直視下で坐骨神経に近接して置き、そしてその部位を、0.5ccの抗生物質溶液（5000ユニット／mLペニシリンGナトリウムおよび5000μｇ/mL硫酸ストレプトマイシン）で灌注して感染を防いだ。最表面層を１回の縫合で塞いだ。外皮の端を近づけ、そして１個〜２個の手術用ステープルで塞いだ。すべてのラットについて、薬剤含有PLAMを、実験側に移植した。コントロール（反対）側は、グループ間で異なった。グループ１は、10％のCHP PLAMをコントロール側に用い、ブピバカインおよびCHP PLAMと、CHP PLAM単独との効果の比較を行った。グループ２、３ａ／３ｂ、および５は、コントロール側に模擬操作を取り入れ、薬剤と、薬剤およびPLAMの両方がない状態との効果を比較した。模擬操作は、坐骨神経をむき出しにすること、抗生物質溶液でその部位を灌注すること、およびいずれのPLAMペレットの移植を行うことなく、手術部位を塞ぐことからなった。グループ４、６、および７は、コントロール側にコントロールPLAMを用い、薬剤と薬剤のないPLAM状態との効果を比較した。剖検グループ２および３ａを除き、すべてのグループを、CO₂窒息により２週間で屠殺した。グループ２および３ａを、手術後５日で屠殺した。グループ４、５、および６は、心臓穿刺を行い、そして血液試料をACTHおよびコルチゾルアッセイのために採取した。剖検のために、大腿部の背部の皮膚を取り除いた。膝屈曲筋の各連続層を通じ正中横切開（midline transverse cut）を行い、被膜形成の位置を突き止め、もしあるならば、その完全性および構造を保護した。被膜を、平滑切開により切除し、そして10％のホルマリン中に置いた。坐骨神経の３cmのセグメントとして、大坐骨孔の出口点（exit point）から膝関節の背面部より上の分岐点までを取り除いた。光学顕微鏡操作のために、セグメントを10％の緩衝ホルマリン中に固定させた。統計すべてのデータを、適切と思われる反復測定ANOVA、ポストホックペアード（p ost-hoc paired）t-検定、Fisherの完全（exact）検定、およびWilcoxonの階級和検定を用いて分析した。組織学神経：坐骨神経の評価のために、横断切片を作製し、パラフィン中に包埋し、そして２μmの切片に切り、そしてヘマトキシリンエオシンで染色した。５〜10 の切片を、盲検的方法で、病理学者による光学顕微鏡により検査した。各横断切片を、（1）神経上炎症、（2）神経上線維症、および（3）神経下周囲線維芽細胞について評価した。各パラメーターを０〜４の重症度で定めた。スコアは、０＝変化なし、１＝軽度、２＝中程度、３＝中程度-重篤、および４＝重篤。被膜：切開と同時に、そして盲検観察者による写真を通じた総体的な試験により、被膜形成を評価した。この評価を３つのカテゴリーに分けた。第１のタイプは、真の被膜でないものにより特徴付けられた。それは、移植部位を取り囲む非特異的で、非組織化の炎症性の断片を含んだ。他の２つの被膜のタイプを、Ksan derらの方法（G．A．Ksander、L．M．VistnesおよびD．C．Fogerty、「移植前のシリコーンバッグ-ゲル補綴具内にステロイドを配置することによる周辺の線維性被膜形成に対する実験的効果」、Plast．＆ Reconstr．Surg.、62、873-883 （1978））により分類した。第２のタイプは、もろさ、容易に変形し、そして引き裂かれる能力、ならびに白色から灰色の不規則なくすんだ表面により特徴付けられた。このタイプを、拡散被膜と称した。第３のタイプは、強さ、切除時の取り扱いおよび引き裂きによる変形に対する耐性、ならびに半透明の黄色がかった褐色の滑らかな光沢を有する内表面により特徴付けられた。このタイプを、層状被膜と称した。それは、移植したペレットを取り囲む非常に組織化された繊維状の壁を有する真の組織学的被膜であり、直接取り囲む組織から完全に分離された。上記と同様の０〜４の重症度を用いて神経周筋膜および筋膜（muscle fascia ）の炎症の程度を区分した。ホルマリン固定した被膜の横断切片を光学顕微鏡により検査し、そして０〜４の重症度で定めた。とりわけ以下について注目した：（1）被膜壁の厚さ、（2）他の炎症細胞に関連する PMNの比、（3）リンパ球の他の炎症細胞に対する比、（4）血漿細胞の他の炎症細胞に対する比、（5）外来巨大体細胞の他の炎症細胞に対する比、（6）未成熟線維芽細胞の成熟線維芽細胞に対する比、および（7）被膜壁中のコラーゲン沈着物の量。結果 DMSのインビトロの放出 PLAMからのDMSの放出は、最初の８日間はほとんど線形的であり、そして最終的には21日目でプラトーに達した。約60％のDMSが、第７〜８日目でPLAMから放出され、そして第21日目で97％のDMSを放出した（図１）。組織学被膜デキサメタゾンは、実験側がDMS含有PLAMペレットを受容したすべてのグループ（グループ５、６、および７）で被膜形成を予防した。対照的に、CHPは被膜形成を予防しなかった［表３を参考のこと］。CHPで処理したすべてのグループ（グループ１および２）は、切開時に移植物の周辺に被膜を形成した。ブピバカインPLAMを移植したグループ（グループ３ｂおよび４）、および添加剤（DMSまたはCHP）のないグループは、移植物の周辺に被膜を成長させた。コントロールP LAMを受容したグループ（グループ４、５、および７）はまた、移植物の周辺に被膜を形成した。DMSを処理した側は、薬剤を含まないPLAMを移植した反対側のコントロール側と有意な差異があった（グループ５および７、ｐ＜0.0001）。それらはまた、CHP-（グループ１、ｐ＝0.0003）および／またはブピバカイン含有PLAMペレット（グループ３ｂおよび４、ｐ＜0.00 01）を受容した側と統計学的に差異があった。薬剤を含まないPLAM（コントロールPLAM）から形成された被膜は、薬剤含有PLAM（CHPおよびブピバカイン）から生じたものと組織学的に区別し得ないものであった。これは、種々の炎症性因子の検査を通じて決定された。薬剤含有PLAMから生成された被膜は、以下の見地から薬剤を含まないPLAMと統計学的に有意差がなかった：（1）被膜の厚さ、（2）急性PMN、（3）外来体細胞、（4）コラーゲン含有量、（5）未成熟線維芽細胞、および（6）成熟線維芽細胞。以下の２つのカテゴリーが限界統計学的有意性（m arginal statistical Significance）（ｐ＝0.0461）を生じた：慢性円形細胞および血漿細胞。これは、薬剤含有PLAMが、慢性の炎症性タイプよりもわずかに大きな炎症を生じ得ることを示唆した。神経すべてのグループは、検討した以下のすべての３つの炎症性因子について実験側とコントロール側との間に統計学上の有意性を示さなかった：（1）神経弓上の炎症、（2）神経弓上の線維症、および（3）神経周囲の線維芽細胞。CHPおよびブピバカインを受容した実験側と、ブピバカイン単独を受容した実験側との比較（グループ１とグループ３ｂ、ならびにグループ２とグループ３ａ）では、統計学上の有意性を示さなかった。10％CHPと20％CHPとを受容したグループ（グループ１とグループ２）、および第５日目と第14日目に屠殺したグループ（グループ３ａと３ｂ）を比較したところ、神経炎症における差異は見出されなかった。DMS／ブピバカインを受容した実験側と、ブピバカイン単独を受容した実験側との比較（グループ５とグループ４、ならびにグループ６とグループ４）では、差を示さなかった。ブピバカイン単独とDMS単独（グループ４とグループ７）、ならびにhd-DMSブピバカインとld-DMS／ブピバカイン（グループ５とグループ６）を移植したグループの比較からも、差異が見出されなかった。１組（グループ６とグループ７）は、統計学上の有意性を生じた。グループ６は、グループ７より神経弓上の炎症（ｐ＝0.0238）をより大きな程度で生じた。他の２つの炎症性因子（神経弓上の線維症および神経周囲線維芽細胞）は、グループ６とグループ７について統計学的に有意ではなかった。 DMSおよびCHPで処理した動物間の知覚神経遮断および運動神経遮断グループ５（ld-DMS／ブピバカインPLAMを移植した動物）は、もっとも長い知覚神経遮断および運動神経遮断を有した。知覚神経遮断は、図５に示すように、６〜７日間持続し、最大ブロック強度（反応時間＝12秒）がすべての動物において１〜５日目で観察された。運動神経遮断は６〜８日間持続し、最も緊密な運動神経ブロックが１〜５日目に見られた。すべての動物は、図６ａに示すように第８日目でベースラインに戻った。 hd-DMS／ブピバカインPLAMを移植したラット（グループ６）もまた、図５に示すように６〜７日間持続する知覚神経遮断を有した。しかし、最大ブロック強度は、すべてのラットについて１〜２日目でのみ観察された。緊密ブロック（反応時間＝７〜11秒）のプラトーが３〜５日目で見られた。運動神経遮断は、図６ｃに示すように、３〜５日間持続し、最も緊密な運動神経ブロックは１〜２日目で生じた。グループ４の動物（大きな口径のブピバカインPLAMが投与されるコントロールのグループ）は、図５に示すように５〜６日間持続する知覚神経遮断を有した。すべての動物が最大ブロック強度を同時に有するような時点はなかった。しかし、緊密知覚神経ブロック（反応時間＝７〜11秒）を、すべての動物について１〜４日目で観察した。運動神経遮断は、図６ａに示すように、３〜６日間持続し、最も緊密なブロックが第１日目〜第２日目に見られた。 hd-DMS PLAMを移植したグループ７のラットは、知覚神経ブロックおよび運動神経ブロックを示さず、そしてすべての時点がベースラインと区別され得なかった。 10％CHP PLAMプラスブピバカインPLAM、20％CHP PLAMおよびプラスブピバカインPLAM、ならびにブピバカインPLAM単独をそれぞれ移植したグループ１、２、および３ａ／３ｂのラットはすべて、同様の知覚神経ブロックの持続期間および強度を示した。すべてのグループは、図７に示すように、知覚神経ブロックの持続期間を２〜４日間示し、緊密ブロックが第１日目に見られ、そして大多数のラットが第２日目〜第４日目でベースラインに回復した。グループ１および３ａ／３ｂでは、運動神経遮断が類似していた。運動神経ブロックの持続期間は１〜２日間続き、最も緊密なブロックは主として１日目で観察された。グループ２は、図８ａ、８ｂ、および８ｃに示すように、１〜４日間持続する運動神経遮断を有し、最も緊密なブロックはまた１日目で生じた。グループ２の１匹の動物がこの研究から外れた。なぜならそれは、運動神経能（wise）および知覚神経能を回復しなかったからである。グループ３ａの１匹の動物がこの研究から外れた。なぜならそれは運動神経能を回復しなかったからである。しかし、その知覚神経機能は損傷を受けておらず、そしてそれはベースラインに戻った。 ACTHおよびコルチコステロンの血漿アッセイ血漿アッセイを、グループ５、６、および７の動物について行った。それらは、同様の日数および類似のストレスレベル条件下で得られたラットの通常の値と比較してACTHおよびコルチコステロンレベルに差異を示さないものであった。デキサメタゾンの長期放出は、２週間で１日当たり約５〜10μ ｇであり、ACTHの下垂体停止を引き起こさず、そして結果としてコルチコステロンの血漿レベルを低下させなかった。結果のまとめ本研究は、生分解性ポリマーマトリックスから放出されたDMSが移植後２週間の剖検の間に見られるポリマー移植物の周辺の被膜形成を予防し得ることを示す。知覚神経遮断および運動神経遮断は、DMSで処理した動物内で著しく増強される。光学顕微鏡研究では、DMS処理した側は、模擬操作、コントロールPLAMまたはブピバカインPLAMと同等の神経の炎症を有することを示す。局所麻酔剤の長期および一定送達のための生分解性制御放出デバイスである本発明の改変および変更は、上記の発明の詳細な説明から当業者に明らかである。このような改変および変更は、添付の請求の範囲内にあることを意図する。

Claims

【特許請求の範囲】１．被験体における部位に局所麻酔剤を持続的部位的に放出する方法であって、該被験体内に移植した後、６ヶ月未満内に少なくとも50％分解する生体適合性ポリマーから本質的になるデバイス内に組み込まれた局所麻酔剤を該部位に投与する工程であって、該局所麻酔剤が該部位での痛みの軽減を達成するのに有効な濃度で存在し、そして該デバイスが該部位での著しい炎症反応を誘発しない、工程、を包含する方法。２．前記ポリマーが、前記被験体内に移植した後、６ヶ月未満内に少なくとも 50％分解する、ポリ無水物、乳酸とグリコール酸とのコポリマー、ポリオルトエステル、タンパク質、および多糖類からなる群より選択される、請求項１に記載の方法。３．前記デバイスが、スラブ、ビーズ、ペレット、微粒子、マイクロスフェア、マイクロカプセル、およびペーストからなる群より選択される形態である、請求項１に記載の方法。４．前記麻酔剤が、ブピバカイン、ジブカイン、エチドカイン、テトラカイン、リドカイン、キシロカイン、およびそれらの塩からなる群より選択される、請求項１に記載の方法。５．前記麻酔剤が、0.1重量％から70重量％の充填百分率で前記ポリマー内に組み込まれる、請求項１に記載の方法。６．前記麻酔剤が、5重量％から50重量％の充填百分率で前記ポリマー内に組み込まれる、請求項５に記載の方法。７．前記デバイスが、前記ポリマー内に麻酔剤の均一な分散を生じる方法によって形成される、請求項１に記載の方法。８．前記デバイスが、被験体内に移植した後、炎症を阻害するのに有効な濃度で抗炎症剤をさらに含む、請求項１に記載の方法。９．前記ポリマーが、被験体内に移植した後、炎症を誘発しない、請求項１に記載の方法。１０．注射により前記デバイスを投与する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。１１．被験体における部位に局所麻酔剤を持続的部位的に放出するためのデバイスであって、該被験体内に移植した後、６ヶ月未満内に少なくとも50％分解する生体適合性ポリマーから本質的になるデバイス内に組み込まれた局所麻酔剤であって、該局所麻酔剤が該部位での痛みの軽減を達成するのに有効な濃度で存在し、そして該デバイスが該部位での著しい炎症反応を誘発しない、局所麻酔剤、を包含するデバイス。１２．前記ポリマーが、前記被験体内に移植した後、６ヶ月未満内に少なくとも50％分解する、ポリ無水物、乳酸とグリコール酸とのコポリマー、ポリオルトエステル、タンパク質、および多糖類からなる群より選択される、請求項１１に記載のデバイス。１３．前記デバイスが、スラブ、ビーズ、ペレット、微粒子、マイクロスフェア、マイクロカプセル、およびペーストからなる群より選択される形態である、請求項１１に記載のデバイス。１４．前記麻酔剤が、ブピバカイン、ジブカイン、エチドカイン、テトラカイン、リドカイン、キシロカイン、およびそれらの塩からなる群より選択される、請求項１１に記載のデバイス。１５．前記麻酔剤が、0.1％から70％の充填百分率で前記ポリマー内に組み込まれる、請求項１１に記載のデバイス。１６．前記麻酔剤が、5％から50％の充填百分率で前記ポリマー内に組み込まれる、請求項１５に記載のデバイス。１７．前記デバイスが、前記ポリマー内に麻酔剤の均一な分散を生じる方法によって形成される、請求項１１に記載のデバイス。１８．被験体内に移植した後、炎症を阻害するのに有効な濃度で抗炎症剤をさらに含む、請求項１１に記載のデバイス。１９．前記ポリマーが、被験体内に移植した後、炎症を誘発しない、請求項１１に記載のデバイス。２０．注射により前記デバイスを投与するための薬学的に受容可能な担体をさらに含む、請求項１１に記載のデバイス。２１．前記局所麻酔剤を組み込んだ前記ポリマーが、該ポリマーの移植の結果として、炎症を予防する材料でコーティングされる、請求項１１に記載のデバイス。２２．被験体における部位に薬物を持続的直線的に放出するためのデバイスであって、生分解性生体適合性ポリマー性デバイス内に共に組み込まれて放出されるべき該薬物と組み合わされた抗炎症剤であって、該抗炎症剤が、被験体内に該デバイスを移植した後、炎症を阻害するのに有効な濃度である、抗炎症剤、を含むデバイス。