JP2002507473A

JP2002507473A - マイクロカプセルの製造法

Info

Publication number: JP2002507473A
Application number: JP2000537530A
Authority: JP
Inventors: バイヤー，ウーヴェ
Original assignee: アヴェンティス・リサーチ・ウント・テクノロジーズ・ゲーエムベーハー・ウント・コー・カーゲー
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2002-03-12
Also published as: DE19813011A1; AU3330699A; EP1066031A2; CA2325420A1; WO1999048480A2; AU733233B2; WO1999048480A3

Abstract

(57)【要約】０．１〜５重量％の少なくとも１種の水に可溶の高分子アニオンを含有する水溶液１を微粒子化して小液滴を得、このようにして得られた小液滴を・０．１〜５重量％のカルシウムカチオン；および・０．００１〜０．４重量％の、４０，０００ｇ／モルを上回る数平均分子量を有するキトサン；および／または・０．１〜５重量％の、５００〜４０，０００ｇ／モルの数平均分子量を有するキトサンを含む水溶液２の微細フィルムに衝突させることによるマイクロカプセルの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明はマイクロカプセルの改良製造法に関する。

【０００２】マイクロカプセルは細かく分散させた液相をフィルム形成性ポリマーで被覆し
てカプセル封入することによって製造される。マイクロカプセルは特にデポ製剤
の分野で用いられ、従ってマイクロカプセル中に含有される活性化合物はマイク
ロカプセルの殻によって保護されて、即時に放出されずに、遅延放出されるだけ
である。

【０００３】超音波によってポリマー溶液及び活性化合物を微粒子化し、このようにして生
じた液滴を沈殿浴中に噴霧することによってマイクロカプセルを製造することは
公知である。

【０００４】このようにＵＳ−Ａ−４３５２８８３は、例えばランゲルハンス島細胞の
ような生存細胞をカプセル封入する２段階マイクロカプセル製造法を記載してい
る。この場合に、生存細胞をアルギン酸ナトリウム中に懸濁させて、この懸濁液
を多価カチオン（例えばＣａ²⁺）を含有する沈殿浴中に噴霧する。この際に多価
カチオンによって表面にアルギネートの物理的架橋が生じる。第２段階ではこの
ようにして生成したカプセルをカチオン性ポリマーと混合して、引き続き物理的
架橋を生成させる。この公報中に述べられている高分子カチオンはポリエチレン
イミン及びポリリシンである。

【０００５】ＵＳ−Ａ−５３８９３７９は超音波ノズルによって生成させた小液滴をま
ず該小液滴が溶解しない液体中（例えばエタノール中）に導入するマイクロカプ
セル製造法を開示している。この液体をさらに水で置換する。別の方法ではマイ
クロカプセルではなくて水面に薄いポリマーフィルムが生成するために、小液滴
の直接導入は不可能であるので、この複雑な２段階法が選ばれる。このようにし
て生成したマイクロカプセルの大きさは１０〜１０００μｍと特定される。Ｕ
Ｓ−Ａ−５４７２６４８には、超音波によってアルギネート溶液から小液滴
を生成させて、ＣａＣｌ₂溶液を含有する容器中に噴霧するマイクロカプセル製造法が記載されている。このＣａＣｌ₂溶液（沈殿浴）中の小液滴が硬化した後、運搬手段（ベルトふるい）を用いてこのようにして得られたマイクロカプセル
をＣａＣｌ₂溶液から取出す。できるだけ均一なマイクロカプセルを製造するために、この公報では、表面張力を低下させるためにＣａＣｌ₂溶液に追加的に界面活性剤を添加するか、またはＣａＣｌ₂溶液に衝突するときに小液滴に加わる機械的応力を低減させるためにＣａＣｌ₂溶液を発泡させることが提案されている。このようにして得ることができるマイクロカプセルの大きさは１００〜４０
００μｍと特定される。

【０００６】ＵＳ−Ａ−５４８４７２１は微生物を含有するカプセルの製造法を記載し
ている。この場合には、圧縮空気及びスプレーノズルを用いて高分子アニオンを
含有する水溶液を微粒子化させ、こうして得られた小液滴を、架橋剤としてカル
シウムまたはカリウムイオンを含有する液体フィルム内に導入する。この公報に
よって生成したマイクロカプセルの大きさは１０μｍ〜４ｍｍと特定される。し
かし、該マイクロカプセルは遅延方式で放出させようとする活性化合物のカプセ
ル封入には適さない。

【０００７】ＵＳ−Ａ−５５８９３７０はポリマーの塩析によるマイクロカプセルの製
造に関する。しかし、このようにして生成したマイクロカプセルは水に加えるや
否や直ちに溶解する。こうした点で該マイクロカプセルはデポ製剤の製造には適
さない。

【０００８】本発明の目的は遅延放出させるデポ製剤の製造に適し、かつ非経口投与のデポ
製剤にも使用可能なような大きさにつくることもできるマイクロカプセルの製造
法を提供することにある。

【０００９】この目的は、０．１〜５重量％の少なくとも１種の水に可溶の高分子アニオン
を含有する水溶液１を微粒子化して小液滴を生成させ、こうして得られた小液滴
を、０．１ないし５重量％のカルシウムカチオン；および０００１〜０．４重量％の、４０，０００ｇ／モルを上回る数平均分子量を
有するキトサン；および／または０．１〜５重量％の、５００〜４０，０００ｇ／モルの数平均分子量を有す
るキトサンを含む水溶液２の流動しつつあるフィルムに衝突させることによるマイクロカプ
セル製造法によって達成される。

【００１０】本発明による方法によって生成したマイクロカプセルは、とくに架橋剤として
カルシウムカチオン及び高分子カチオンの同時使用に起因することがある外殻の
とくに安定な架橋結合を有する。該マイクロカプセルは、この性質のために、デ
ポ製剤を製造するための活性物質のカプセル封入にとくに適している。

【００１１】本発明による方法は、さらに、たとえば超音波によって微粒子化した溶液１を
溶液２の撹拌しつつある沈殿浴中に噴射する場合のように、マイクロカプセルの
凝集又は凝結が生じないという利点を有する。

【００１２】本発明による方法によって該フィルムは固定支持体上を流れることができ、該
支持体は好ましくは水平には配設されない。とくに好ましい態様によれば、該支
持体は斜面又は垂直面を形成する。

【００１３】水に可溶の高分子アニオンがアルギネート、とくにグルロン酸の含量が多いア
ルギネートである場合に有利であることが判明した。しかし、水に可溶の高分子
アニオンはカラギーナン、硫酸化多糖類、ゼラチン及び寒天からなる群から選ぶ
こともできる。

【００１４】本発明のとくに好ましい態様によれば、溶液１はさらに、ポリアミノ酸、多糖
類のポリリン酸塩及びポリ硫酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種のポリ
酸またはそのアルカリ金属塩を含有する。ポリリン酸塩の好ましい例はポリリン
酸ナトリウム及び多糖類のポリリン酸塩である。

【００１５】多糖類はデンプン水解物、イヌリン、ヒドロキシエチルデンプン、キシランお
よびデキストラン類からなる群から選ぶことができる。ポリアミノ酸としては、
ポリアスパラギン酸またはポリグルタミン酸を用いるのが好ましい。

【００１６】本発明のさらに有利な態様によれば、溶液２はさらに、ポリリシン、ポリビニ
ルアミン、ポリ−α，β−（２−２ジメチルアミノエチル）−Ｄ，Ｌ−アスパル
タミド、たとえばアミノ化デキストラン類のようなアミノ化多糖類、シクロデキ
ストリン類、セルロースエーテル類、デンプン類、ペクチン類、及びそれらの疎
水性置換誘導体からなる群から選ばれる高分子カチオンを含有する。

【００１７】放出は、粒子調製後、追加的プロセス段階において、マイクロカプセルを、さ
らにグリオキサール、グルタルアルデヒド、スクシンアルデヒド、または、たと
えばシュウ酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、リンゴ酸、グルタル酸、アジ
ピン酸、２，３−Ｏ−イソプロピリデン酒石酸のようなジカルボン酸、たとえば
スクシニルクロリド、フマリルクロリド、グルタリルクロリド、アジポイルクロ
リドのような二酸塩化物、たとえばクエン酸、１，２，３−プロパントリカルボ
ン酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸のようなトリカルボン酸
からなる群から選ばれる架橋剤と反応させることによって生じさせることもでき
る。

【００１８】微粒子化は適当な装置を用いて行うことができ、超音波ノズルまたはエーロゾ
ル発生器による微粒子化がとくに好ましい。本発明によって生成するマイクロカプセルの大きさは５０ｎｍ〜５００μｍ，
とくに１００ｎｍ〜１５０μｍである。

【００１９】下記実施例は本発明を説明するのに役立つ。実施例１：溶液１の調製：９ｍｇのＳｉｇｍａ製アルギン酸ナトリウム（カタログ番号：Ａ−７１２８）
を６ｍｇのＢＳＡ−ＦＩＴＣ（Ｓｉｇｍａ製、カタログ番号：Ａ−９７７１）と
ともに３ｍｌの０．９％ＮａＣｌ溶液に溶解する。

【００２０】溶液２の調製：冷却器を備えた４リットルの二つ口フラスコ中で１５００ｍｌの１．０Ｍ塩酸
を９０℃に加熱する。次いで撹拌しながら、６０ｇのキトサン（Ｆｌｕｋａから
キトサンという名称で入手可能、カタログ番号：２２７４３）を徐々に加える。
添加終了後、反応混合物を９０℃で４時間撹拌してから、Ｇ２フリットで濾過す
る。得られた濾液を２−８℃の冷蔵庫内に一夜間放置する。このようにして得ら
れた沈殿を遠心分離にかけて単離する（Ｈｅｒａｅｕｓ製ＬｏｂｏｆｕｇｅＧ
Ｌ：４５００ｒｐｍ、２５分間）。残留物を水に溶解し、凍結乾燥装置（Ｃｈｒ
ｉｓｔ製ＬＤＣ−１ｍ）を用いて凍結乾燥する。このように調製した６００ｍｇ
のキトサンを９００ｍｇのＣａＣｌ₂（ＲｉｅｄｅｌｄｅＨａｅｎ製、カタログ番号：１２０１８）とともに３０ｍｌの水に溶解する。

【００２１】マイクロカプセルの製造：ＬｅｃｈｌｅｒＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ製超音波アトマイザーＵＳ２を用い、
５８ｋＨｚの作動周波数において３ｍｌの溶液１を微粒子化する。スプレージェ
ット（ｓｐｒａｙｊｅｔ）が周囲の雰囲気によって影響されないように、キャ
リヤー空気（ｃａｒｒｉｅｒａｉｒ）を用いて、得られたスプレージェットが
約３０゜のスプレーコーン（ｓｐｒａｙｃｏｎｅ）を生成するように安定化さ
せる。このようにして、液滴同士が比較的大きな距離となることを完全に保証す
ることができる。こうして得られた小液滴の大きさは３０μｍである。水平に対
して３０゜傾斜させた５ｃｍ×１０ｃｍの寸法のガラス板上にノズルから３ｃｍ
の距離にこのスプレーコーンを送出する。ぜん動性ポンプ（Ｃｏｌｅ−Ｐａｒｍ
ｅｒＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＣｏ．製、形式：ＭａｓｔｅｒｆｌｅｘＬ／Ｓ ^TM １６，配管Ｌ／Ｓ^TM１６，速度段階７）を用いて、このガラス板の上方に
、３０リットル／ｈの速度で溶液２を加える。溶液２はこの間絶えず再循環させ
る。

【００２２】マイクロカプセルを含む液体フィルムをビーカーに集める。微粒子化プロセス
完了後、デカントによって溶液２からマイクロカプセルを分離し、濃度０．９％
ＮａＣｌ溶液で洗って、この溶液中に蓄える。もっとも広範囲に及ぶ微粒子の大
きさは９０μｍである。

【００２３】活性化合物の放出の測定：生成したカプセルの放出性を測定するために、モデルタンパク質としてＳｉｇ
ｍａ製ＢＳＡ−ＦＩＴＣ（カタログ番号：Ａ−９７７１）を使用する。別の材料
は：Ｓｉｇｍａ製アルギン酸ナトリウム（Ａ−７１２８）、Ｆｌｕｋａ製キトサ
ン（２２７４３）、ＲｉｅｄｅｌｄｅＨａｅｎ製ＣａＣｌ₂（１２０１８）、Ｍｅｒｃｋ製ＮａＣｌ（６４０４）である。

【００２４】放出の測定はＰＢＳ緩衝液（Ｓｉｇｍａ，Ｐ４４１７）中で、さらに０．００
５％チメロゾール（Ｆｌｕｋａ製、カタログ番号：７１２３０）を用いて行う。
調製後、ＰＥＣカプセルを１０ｍｌのＰＢＣ緩衝液に移し、１５ｍｌの縁巻き込
みバイアル（ｒｏｌｌｅｄ−ｒｉｍｖｉａｌｓ）に入れて、マイクロカプセル
を３７℃に保温する。

【００２５】Ｂｅｃｋｍａｎｎ製ＵＶ／ＶＩＳ分光光度計（ＤＵ７０）を用いてＢＳＡ−
ＦＩＴＣ濃度を測定する。一緒にした上澄み液中のＢＳＡ−ＦＩＴＣ濃度を測定
することによって含まれているＢＳＡ−ＦＩＴＣの比率を求める。４９４ｎｍに
おける吸収を測定し、補正曲線を用いて濃度を求める。キトサンの固有の着色に
よる測定の歪曲は該キトサンの吸収を差し引くことによって避けられる。使用し
たＢＳＡ−ＦＩＴＣの量からどの程度かを計算することができる。

【００２６】放出の測定は保温溶液から３ｍｌを取出してこの上澄み液中のＢＳＡ−ＦＩＴ
Ｃ濃度を求めることによって行われる。測定完了後、試料溶液を再び放出試料と
一緒にする。このようにして得られたマイクロカプセルは３０日後にカプセル封
入された活性化合物のわずか４４％が放出されたことを示した。

【００２７】実施例２（高分子量キトサン）：この方法は実施例１と同様に行なうが、ただし溶液２は次のように調製する：
９０ｍｇの高分子量キトサン（Ｆｌｕｋａ製、カタログ番号：２２７４３）を９
００ｍｇのＣａＣｌ₂（ＲｉｅｄｅｌｄｅＨａｅｎ製、カタログ番号：１２０１８）および約１００μｌの酢酸（ＲｉｅｄｅｌｄｅＨａｅｎ）とともに３０
ｍｌの水に溶解させる。このようにして得られたマイクロカプセルのもっとも広
範囲に及ぶ大きさは９０μｍであり；３０日後の活性化合物の放出はカプセル封
入された活性化合物のわずか３８％である。

【００２８】実施例３（グリオキサールを用いる架橋）この方法は実施例１と同様に行なう。微粒子の製造後、グリオキサールを用い
て粒子を架橋させる。この場合には、微粒子を１０ｍｌの２重量％濃度溶液中に
３０分間導入して放置する。ついでそれを０．９％ＮａＣｌ溶液で洗う。このよ
うにして含有されたマイクロカプセルの最も広範囲に及ぶ大きさは９０μｍであ
る。

【００２９】実施例４（ペントサンポリ硫酸塩による後処理）この方法は実施例１と同様に行なう。微粒子の製造後、粒子を高分子アニオン
溶液で処理する。粒子を２０ｍｌの２重量％ペントサンポリ硫酸塩溶液（Ｓｉｇ
ｍａ製ペントサンポリ硫酸塩、カタログ番号：Ｐ８２７５）中に導入して３０分
間放置する。ついでそれを０．９％ＮａＣｌ溶液で洗う。このようにして得られ
たマイクロカプセルのもっとも広範囲に及ぶ大きさは９０μｍであり；３０日後
の活性化合物の放出はカプセル封入された活性化合物のわずか２０％である。

【００３０】実施例５（ナノ粒子（ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ））：この方法は実施例１と同様に行なうが、溶液１はＰａｒｉＧｍｂＨ製“Ｐａ
ｒｉＩｎｈａｌｉｅｒｂｏｙ”エーロゾル発生器によって微粒子化する。この
ようにして得られた小液滴の大きさは５μｍ未満である。生成したマイクロカプ
セルのもっとも広範囲に及ぶ微粒子の大きさは３００ｎｍである。実施例６（比較例）：この方法は実施例１と同様に行なうが、３０ｍｌの溶液２を２５０ｍｌのビー
カー中に導入する。作動周波数が５８ｋＨｚのＬｅｃｈｌｅｒＧｍｂＨ＆Ｃｏ
．ＫＧ製ＵＳ２超音波アトマイザーを用いて３ｍｌの溶液１を微粒子化する。キ
ャリヤー空気を用いて、得られるスプレージェットを約３０゜のスプレーコーン
に安定化させて、ビーカー内に送る。この場合に、溶液２の表面に凝結が認めら
れたが、これはアルギネートとキトサンとの非制御の架橋に起因することによる
。マイクロカプセルは得られなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施例１（超音波発生器）によって生成させたマイクロカ
プセルの粒径分布の測定結果を示す。粒径はＦｒａｕｅｎｈｏｆｅｒｄｉｆｆ
ｒａｃｔｉｏｎ（Ｃｉｌａｓｇｒａｎｕｌｏｍｅｔｅｒ，Ｃｉｌａｓ９２０
）によって測定した。

【図２】図２は実施例５（エーロゾル発生器）によって生成させたマイク
ロカプセルの粒径分布の測定結果を示す。粒径はｄｙｎａｍｉｃｌｉｇｈｔ
ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ（ＭａｌｖｅｒｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｍａｓｔｅ
ｒｓｉｚｅｒＭｉｃｒｏｐｌｕｓ）によって測定した。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年４月２日（２００１．４．２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4C076 AA61 AA65 EE36 EE37 EE38 EE41 EE42 GG21 4G005 AA02 AB14 AB25 BA11 BB20 CA07 DB05X DB12X DB12Y DB13Y DB17X DB22X DC12W DD70X DD73X EA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】０．１〜５重量％の少なくとも１種の水に可溶の高分子アニ
オンを含有する水溶液１を微粒子化して小液滴を得、このようにして得られた該
小液滴を、０．１〜５重量％のカルシウムカチオン；および０．００１〜０．４％重量の、４０，０００ｇ／モルを上回る数平均分子量
を有するキトサン；および／または０．１〜５重量％の、５００〜４０，０００ｇ／モルの数平均分子量を有す
るキトサンを含む水溶液２の微細フィルムに衝突させることによるマイクロカプセルの製造
法。
【請求項２】該フィルムが固定支持体上を流れる請求項１記載の方法。
【請求項３】該支持体が水平に配設されていない請求項２記載の方法。
【請求項４】該支持体が斜面を形成する請求項３記載の方法。
【請求項５】該支持体が垂直面を形成する請求項３記載の方法。
【請求項６】該水に可溶の高分子アニオンがアルギネート、とくにグルロ
ン酸の含量が多いアルギネートである請求項１〜５のいずれか１つの項記載の方
法。
【請求項７】該水に可溶の高分子アニオンがカラギーナン、硫酸化多糖類
、ゼラチンおよび寒天からなる群から選ばれる請求項１〜６のいずれか１つの項
記載の方法。
【請求項８】該溶液１がさらに、ポリアミノ酸、多糖類のポリリン酸塩お
よびポリ硫酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種のポリ酸またはそのアル
カリ金属塩を含有する請求項１〜７のいずれか１つの項記載の方法。
【請求項９】該ポリリン酸塩がポリリン酸ナトリウムまたは多糖類のポリ
リン酸塩である請求項８記載の方法。
【請求項１０】該多糖類がデンプン水解物、イヌリン、ヒドロキシエチル
デンプン、キシラン及びデキストラン類からなる群から選ばれる請求項８または
９記載の方法。
【請求項１１】該ポリアミノ酸がポリアスパラギン酸またはポリグルタミ
ン酸である請求項８記載の方法。
【請求項１２】該溶液２がさらに、ポリリシン、ポリビニルアミン、ポリ
−α，β−（２−２ジメチルアミノエチル）−Ｄ，Ｌ−アスパルタミド、例えば
アミノ化デキストラン類のようなアミノ化多糖類、シクロデキストリン類、セル
ロースエーテル類、デンプン類、ペクチン類、及びそれらの疎水性置換誘導体か
らなる群から選ばれる高分子カチオンを含有する請求項１〜１１のいずれか１つ
の項記載の方法。
【請求項１３】該マイクロカプセルを、追加のプロセス段階で、グリオキ
サール、グルタルアルデヒド、スクシンアルデヒド、または、たとえばシュウ酸
、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、リンゴ酸、グルタル酸、アジピン酸、２，
３−Ｏ−イソプロピリデン酒石酸のようなジカルボン酸、たとえばスクシニルク
ロリド、フマリルクロリド、グルタリルクロリド、アジポイルクロリドのような
二酸塩化物、または例えばクエン酸、１，２，３−プロパントリカルボン酸、ヘ
ミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸のようなトリカルボン酸からなる
群から選ばれる架橋剤と反応させる請求項１〜１２のいずれか１つの項記載の方
法。
【請求項１４】該微粒子化が超音波ノズル又はエーロゾル発生器によって
行われる請求項１〜１３のいずれか１つの項記載の方法。
【請求項１５】該マイクロカプセルの大きさが５０ｎｍ〜５００μｍ、と
くに１００ｎｍ〜１５０μｍである請求項１〜１４のいずれか１つの項記載の方
法。