JP2002511796A - カプセルに関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ポリアニオン性多糖類芯及びポリカチオン性多糖類膜層を有するカプセルの形成において、ポリカチオン性多糖類の改良された結合が、膜形成工程で多価イオン特にカルシウムイオンを含むことにより達成される。

Description

【発明の詳細な説明】 カプセルに関する改良 技術分野 本発明は、カプセル、特にポリアニオン性ビーズ芯及びポリカチオン性膜から なるマイクロカプセル、並びにそれらの製造方法に関する。さらに特に、本発明 は、より高い強さを有するこれらカプセル及びそれらの製造方法に関する。 背景技術 ゲル化したポリアニオン性芯及びポリカチオン性膜からなるカプセルは、当業 者に周知であり、そしてそれらの例は、アルギネートの芯及びポリ−Ｌ−リジン の膜層からなる。キトサンからなる膜層を有するカプセルも周知である。これら のカプセルは、種々の用途、例えば医薬の伝達、特に徐放性医薬伝達における細 胞又は他の生物学的物質のカプセル化（「Ａｌｇｉｎａｔｅ ａｓ ｉｍｍｏｂ ｉｌｉｓａｔｉｏｎ ｍａｔｒｉｘ ｆｏｒ ｃｅｌｌｓ」Ｏｌａｖ Ｓｍｉｄ ｓｒθｄ Ｓｋｊａｋ−Ｂｒａｅｋ，ＴＩＢＴＥＣＨ，３月（１９９０）、８巻 、３号［７４］に記述されているように）、そしてまた他の農業上及び工業上の 用途が分かっている。 アルギネートは、β−Ｄ−マンヌロン酸（「Ｍ単位」）及びａ−Ｌ−グルロン 酸（「Ｇ単位」）の（１−４）結合残基からなる線状の多糖類であるアルギン酸 の塩である。アルギネートポリマーは、マンヌロン酸残基のホモポリマー性配列 （「Ｍブロック］）、グルロン酸残基のホモポリマー配列（「Ｇブロック」）、 及びマンヌロン酸残基及びグルロン酸残基の両者を含む配列（「ＭＧ」ブロック ）からなることができる。アルギネートは、それぞれ約３−約２０モノマー単位 からなるブロックのすべての３種のタイプを通常含むだろう。Ｍ及びＧ単位の分 布及び相対的量は、アルギネートの性質に影響し、そしてアルギネートの源に依 存 する。アルギネートは、最も普通に、種々のタイプの藻から抽出される。 アルギネートのゲルは、アルギネートポリマー単位を橋かけ結合することによ リ形成され、そして好適な橋かけ剤は、多価又は二価（以下多価）のカチオン、 特にＣａ²⁺及びＡｌ³⁺である。 多糖類例えばアルギネートから製造されるカプセルの特に生物学的物質に関す る特別な利点は、カプセル化が温和な条件下で行うことができることである。従 って、アルギネートのゲル化は、室温及び水性条件で行われる。やり方は、素早 く、そして有機の橋かけ剤又は溶媒を要しない。アルギネートは、また非毒性で ありしかも食品及び製薬上の助剤又は添加物として使用するのに好適である特別 な利点を有する。 アルギネートのビーズは、それ自体、徐放性医薬伝達のような用途が考えられ ているが、アルギネートは、安定性及び多孔性の点で顕著な利点を有する。アル ギネートは生物分解性であり、そしてアルギネートのゲルは、カルシウムイオン 封鎖剤例えばクエン酸塩及び燐酸塩により、また非ゲル化イオン例えばＮａ⁺及 びＭｇ²⁺により脱安定化できる可逆的イオン性網状構造である。また、アルギネ ートのゲルの孔構造は、徐放医薬伝達に不適である。この理由のため、カプセル は、アルギネートビーズの表面上に膜を製造することにより製造されている。最 も普通には、膜は、ポリカチオンのポリ−Ｌ−リシンから形成されるが、キトサ ン（またポリカチオン）も使用されている。このやり方で、ポリカチオン性パリ ヤが、アルギネートゲルの回りに形成され、それは、付加した安定性を付与し、 そして徐放性医薬伝達における医薬放出の速度及び孔サイズのようなパラメータ をコントロールするのに有効である。 上記の一般的なタイプのカプセル、それらの製造方法及びそれらの用途は、当 業者に周知であり、そして例えば以下の特許に記述されている。 米国特許第４３５２８８３号は、半浸透膜を有するカプセル内に生きている細 胞のような芯物質をカプセル化する基本的な方法を開示している。この方法は、 ゲル化できる水溶性ポリアニオン性ポリマー（特にアルギネート塩）の溶液中に 芯物質を懸濁し、小滴を形成し、次に多価カチオン例えばＣａ²⁺の溶液中に懸濁 し、そしてそれにより柔らかい形状保持性の水和ゲル化塊を生成することからな る。次に、膜が、ポリアニオン性ポリマーヒドロゲルからのアニオン性基とポリ カチオン性ポリマーからのカチオン性基との反応によりこれらのゲル化塊のそれ ぞれの回りに形成される。有用なポリマー性のカチオンは、蛋白及びアミノ化多 糖類又はアミン化ポリマーを含む。この文献の最も好ましいポリカチオンは、ボ リリシンである。 孔度のコントロールは、これらカプセルの多数の重要な用途における重要な因 子である。例えば、カプセルの膜は、重量に基づいて微分子を分離する示差スク リーニングについて使用できる。米国特許第４４０９３３１号は、示差スクリー ニングの方法を開示し、それは、カプセル芯内に細胞により分泌されるより低い 分子量の微分子は、カプセル膜を移勤し、一方他のより高い分子量の微分子は、 カプセル内に局限される。これは、使用される橋かけポリマーの分子量を選択す ることにより、そしてポリマー溶液の濃度及び露出の時間を制御することにより 、制限内の浸透性のコントロールによって達成される。一般に、ポリマー溶液の 分子量が高ければ高いほどそしてより浸透が少ないほど、孔サイズが大きくなる 。 米国特許第４６９０６８２号では、芯物質の放出が、網状構造から多価ゲル形 成化イオンを除く金属イオン封鎮剤の溶液中にカプセルを浸潰することにより、 カプセル内の容積を少なくすることによって達成することをさらに開示している 。この場合、膜の孔サイズのみが、カプセルの徐放性に決定的な作用を有するだ ろう。しかし、必要な浸透圧の勾配を保持するために、芯物質の非常に大きな貯 槽は、カプセル内に維持しなければならず、そして放出されている芯物質は、比 較的早い速度でカプセルの外部から除去されねばならない。 米国特許第４７４９６２０号から、ポリマーの２種の溶液からカプセルの直接 形成によって液体の芯を有するポリマーコンプレックスカプセルを製造すること が知られ、その方法では、ポリアニオン性ポリマー溶液が、ポリカチオン性ポリ マー溶液へ滴下するか又はその逆である。これは、いわゆる「一段階」方法であ る。残念ながら、液体芯を有するカプセルは、強さの欠乏を示し、それは特に或 るカプセル寿命が必要な用途にそれらを許容できないものにする。 米国特許第４６６３２８６号から、多価カチオンが本質的に含まない塩水浴中 でゲル化したアルギネートビーズを膨脹させ、アルギネートから多価カチオンの いくらかを除き、さらに該ゲル化塊を水和し、最後に水和したゲル化塊の回りに 膜を形成して、アルカリ金属アルギネート上のアニオン性基とポリカチオン性ポ リマー上のカチオン性基との間の反応によりカプセルを形成することにより、膜 均一性及び孔度のコントロールを改良することが知られている。所望により、さ らなる膜層は、アニオン性ポリマー、又はカチオン性ポリマーによる膜の層を被 覆することにより形成できる。 ポリ−Ｌ−リジン（以下ポリリシン）は、最も普通に、カプセルの膜の層の形 成に使用されるが、それは使用に特別な不利を有する。従って、ポリリジンは、 製薬上の製品、さらに特に喉又は胃のような容易に刺激される領域に使用される ことを目指す製品に使用することを不適にする刺激剤であることが知られている 。また、ポリリジンは、酵素的に劣化され、或る応用ではカプセルの寿命を許容 できないほど低下させることが示唆されている。従来の技術は、ポリアニオン性 又はポリカチオン性のポリマーのさらなる層を加えることによりこの問題を解決 しえているが、これは高価であり面倒である。ポリリシンそれ自体が高価な合成 蛋白であることも注意する必要がある。 ポリリジンの代替物として、キトサンが提案されており、その理由は、それが 多くの消費者の食品における天然成分として既に知られている天然の非毒性の生 物分解性ポリマーであり、さらにポリリシンより安価であるからである。キトサ ンは、特に脱アセチル化キチンであり、それは、天然における最も当たり前な生 ポリマーの一つであり、構造上の成分として多くの生物に見られる。キチン（不 溶性である）の脱アセチル化により、キトサンは生成され、それは酸性の溶液に 可溶である。市販されているキトサンは、一般に、約７５−９５％のグルコサミ ン単位、並びに（１−４）結合したβ−グリコシド結合により結合した約５−２ ５％のＮ−アセチルグルコサミン単位を含む。アミノ基によって、キトサンは、 プロトン化され、その結果、キトサンは、生理学的ｐＨでカチオンである数少な い生ポリマーの一つである。 しかし、キトサンは、許容できないことが分かった。その理由は、キトサン溶 液への橋かけしたポリアニオン性（例えばアルギネート）ビーズの付加により製 造されるカプセルが、不十分な強さを有することが分かったからである。これは 、 ポリアニオン性ポリマー（例えばアルギネート）ビーズ上のキトサンの小さい薄 い層のみを付与することができるからである。従来技術のカプセルに使用されて いる市販のキトサンは、１０００００以上の高い分子量を有している。アルギネ ートビーズ上にキトサンの層を形成するのに要する反応時間は、また、対応する ポリリジン層をもたらすのに要する時間よりかなり長い。 発明の開示 上記を考えて、本発明は、より高い強さのポリアニオン−ポリカチオン（例え ばアルギネート−キトサン）カプセルを製造する方法を提供することを目的とす る。 ポリアニオン性多糖類の芯及びポリカチオン性多糖類の膜を有するタイプのよ り高い強さのカプセルが、ポリアニオン−ポリカチオン膜形成段階におけるＣａ²⁺ のような多価イオンを付加又は作成することにより形成できることが驚くベき ことに分かった。 従って、本発明の第一の局面は、 （ａ）多価カチオンと橋かけ結合するポリアニオン性多糖類のゲル化ビーズを製 造する工程、 （ｂ）ポリカチオン性多糖類を含む溶液にビーズを加えることにより、ゲル化ビ ーズ上にポリカチオン−ポリアニオンの膜を有するカプセルを形成する工程、 （ｃ）所望によりカプセル上に１種以上の追加のポリカチオン性又はポリアニオ ン性の層を形成する工程、並びに （ｄ）得られるカプセルを得る工程 からなる高い強さのカプセルを製造する方法であって、方法が （ｅ）工程（ｂ）のポリカチオン性多糖類の溶液中に多価カチオンを提供する工 程をさらに含むことを特徴とする。 本発明のこの局面の第一の態様では、工程（ａ）は、 （ｉ）ポリアニオン性多糖類を含む第一の溶液を作成し、 （ｉｉ）橋かけする多価イオン及び非ゲル化イオン好ましくはナトリウムイオン を含む第二の溶液を作成し、 （ｉｉｉ）第二の溶液に第一の溶液を滴下し、それにより均一なカプセルを製造 する ことからなる。 本発明のこの局面の第二の態様では、本発明の方法は、さらに、非ゲル化イオ ン好ましくはナトリウムイオンの溶液を作成し、そして非ゲル化イオンの溶液中 に工程（ａ）のビーズを浸潰し、それにより均一なカプセルを製造することを含 む。 本発明のこの局面の他の好ましい態様では、方法は、さらに、工程（ａ）のゲ ル化ビーズ中に活性の成分、物質又は材料を含むことを含む。活性の成分、材料 又は物質は、有利には、ゲル化ビーズに封入できる。 本発明のこの局面のさらなる態様では、膜形成工程（工程（ｅ））の多価カチ オンは、５０−４００ｍＭ、好ましくは１００−３００ｍＭの濃度で存在する。 本発明のこの局面の第一及び第二の態様の好ましい変法では、非ゲル化イオン は、少なくとも１０ｍＭ、さらに好ましくは１００−３００ｍＭの濃度で存在す る。 本発明のこの局面の第一及び第二の態様の他の好ましい変法では、膜形成工程 （工程（ｂ））は、少なくとも１５分、好ましくは２−５時間、さらに好ましく は３０分−１時間行われる。非ゲル化イオンが使用されないとき、膜形成工程( 工程（ｂ）)は、好ましくは、少なくとも３０分、さらに好ましくは２−５時間 そして特に１−２時間行われる。 本発明の第二の局面は、本発明の第一の局面の方法により得ることができるカ プセルを提供する。 本発明のこの第二の局面の好ましい態様では、カプセルは、製薬上活性な成分 又は組成物を含む。本発明のこの局面のさらなる好ましい態様では、製薬上活性 な成分は、酸中和剤、局所麻酔剤、ヒスタミンＨ₂受容体拮杭剤及び抗微生物剤 から選択される。 本発明のさらなる局面は、治療、特に胃食道逆流、咽喉炎、消化不良及び／又 は胸焼け、並びにヘリコパクター・ピロリ感染の１種以上の治療における第二の 局面のカプセルの使用からなる。 本発明のさらなる局面は、胃食道逆流、咽喉炎、消化不良及び／又は胸焼け、 並びにヘリコパクター・ピロリ感染の１種以上の治療のための薬剤の製造におけ る第二の局面のカプセルの使用からなる。 本発明のさらなる好ましい態様では、ポリアニオン性多糖類は、アルギネート であるが、多価カチオンにより橋かけできる及び／又はゲル化可能である任意の 他のポリアニオン性多糖類が使用でき、ペクチンがその例である。発明者は、さ らなる改良されたキトサン結合が、アルギネートビーズの芯がより多いＧ−ブロ ック含量を有するとき、達成されることを見いだした。従って、好ましいアルギ ネートは、少なくとも５０％、さらに好ましくは６０−７５％のＧ−ブロック含 量を有する。 また、本発明の好ましい態様では、ポリカチオン性多糖類はキトサンである。 しかし、ポリアニオン性多糖類と相互反応できる任意の他のポリカチオン性多糖 類が使用できる。好適な例は、アミノ基又はイミン基を有するポリカチオン性多 糖類であり、その中でジエチルアミノエチルデキストラン（ＤＥＡＥデキストラ ン）が特に挙げられる。 好ましくは、工程（ｅ）の多価カチオンは、カルシウム、ストロンチウム、パ リウム、アルミニウム（ＩＩＩ）又は鉄（ＩＩＩ）から選択され、そして最も好 ましくはカルシウムである。特別な適用では、他の多価イオン例えばニッケル、 鉛又は銅も使用できるが、これら後者のイオンは、毒性又はアレルギー作用の可 能性のため、或る用途では好適ではない。 本発明によるポリアニオン−ポリカチオン膜形成工程への多価カチオンの付加 により、ポリカチオン性多糖類の１種以上は、ポリアニオン性多糖類ビーズに結 合でき、それによりより高い強さのカプセルを得る。理論により束縛されること を望まないが、発明者は、本発明におけるポリアニオン性多糖類ビーズへのポリ カチオン性多糖類の改良された結合が、ポリアニオン性多糖類ゲルの孔構造上の 多価カチオンの付加の効果に起因するかもしれないことを示唆する。従って、付 加された多価カチオンは、ゲル化ビーズ中のボリアニオン性多糖類ポリマー鎖の さらなる整列をもたらすことができ、現存する孔の網状構造がさらに規定される か又は拡大すらするだろう。このやり方で、ポリカチオン性多糖類がより良く浸 透できそのためポリアニオン性多糖類とポリカナオン性多糖類とのアニオン−カ チオンの相互反応を増大ずるさらに開放された網状構造が生ずる。 上記の工程（ｃ）の所望の追加の膜層で使用されるポリカチオン性又はポリア ニオン性のポリマーは、工程（ａ）のゲル化ビーズ又は工程（ｂ）の第一の膜層 を製造するのに使用されるものと同じ又は異なることができる。代替できるポリ マーの例は、ペクチン、アラビアガム、ゴウシュウアオギリ（ｓｔｅｒｃｕｌｉ ａ）、カラギーナン及びポリ酢酸を含む。代替できるポリカチオン性ポリマーの 例は、デルマタン及びコンドロイチンを含む。 活性の成分、物質又は材料は、有利には、本発明により製造されるカプセルの ポリカチオン性多糖類の芯で用意でき、そしてその性質及び目的に依存して、芯 中により又は分散されて封入できる。任意の活性の成分、材料又は物質は、原則 として、特に製薬上活性な医薬、触媒、生きている又は死んだ細胞、組織、農業 上有用な物質例えば殺虫剤、殺草剤、栄養素及び肥料又は種子、化粧品及び食品 成分を含むことができる。或る適用では、本発明により製造されるカプセルは、 活性な成分を全く含む必要はないか、又は所望の色又は味をもたらす添加物、又 は甘味剤などのみを含むことができる。 追加のパラメータ例えばポリカチオン性多糖類の分子量、もしアルギネートが ポリアニオン性多糖類として使用されるならばＧ−ブロックの相対的含量、膜形 成工程の多価イオンの濃度、並びにポリアニオン性多糖類のビーズの均一性の変 化により、本発明の方法により製造されるカプセルの性質を調整できる。従って 、ポリカチオン性多糖類の膜の孔度、カプセルサイズ、カプセルの異なる表面へ の接着、さらにもし活性成分がカプセルの芯に含まれるならば、該活性成分の放 出速度のような性質をコントロールできる。 医薬又は他の活性成分の徐放のために本発明によるカプセルを製造するとき、 活性成分のサイズ（例えば分子のサイズ）及びポリカチオン性多糖類の分子量を 考慮する必要がある。一般に、ポリカチオン性多糖類膜の付加は、ポリアニオン 性多糖類ビーズのそれに比較するときカプセルの孔度を減少させ、カプセルの孔 度は、ポリカチオン性多糖類の分子量に依存するだろう。ポリカチオン性多糖類 の分子量の増大は、一般に、より低い孔度をもたらすだろう。そのため、例えば 、キトサンが約５０００−約３００００の範囲の低い分子量を有するアルギネー ト−キトサンのカプセルは、比較的開いた孔構造を有し、そのため活性成分のよ り早い放出速度をもたらすだろう。キトサンが比較的高い分子量例えば約６００ ００以上を有するカプセルは、減少した孔のサイズを有し勝ちであり、活性成分 のより遅い放出速度を有し勝ちであろう。 ポリカチオン性多糖類の分子量は、また、本発明によるカプセルの強さに作用 する。キトサンの場合、約６００００以上、好ましくは約６００００−約１００ ０００の分子量は、比較的薄いキトサン膜層を生じ、一方約５０００−約６００ ００の範囲のキトサンの分子量は、分子量の低下とともに、次第に厚くなる膜層 をもたらす。比較的より厚いキトサン膜層は、より高い強さのカプセルをもたら し、この点で、約１００００−約３００００の範囲の分子量を有するキトサンを 使用するのが好ましい。 ポリカチオン性多糖類膜の厚さは、また、カプセルの所望の最終用途に応じて 選択できる。例えば、本発明によるカプセルは、不快な味の医薬の味をマスクす るのに使用でき、その場合、薄いキトサン層のみを有するカプセルが好適である 。逆に、身体の表面のような作用の特定の部位へのカプセルの接着が要求される とき、より厚いキトサン膜層が望ましい。 本発明のカプセルが医薬の放出に使用されるとき、異なる膜層及び／又は異な る膜厚を有するカプセルのブレンドは、医薬の断続的な（ｐｕｌｓｅｄ）放出を 行うのに使用できる。 本発明によるカプセルのサイズは、また、カプセルの強さに影響する。好まし くは、カプセルは、約０．１−約１．０ｍｍ、好ましくは約０．２−約０．７ｍ ｍの直径を有する。約０．３−約０．４ｍｍの直径を有するカプセルは、高い強 さが要求されるとき、特に好ましい。 本発明の方法により製造されるカプセル、さらに特にポリカチオン性多糖類が キトサンであるカプセルの特別な利点は、カプセルが負に荷電した表面に十分に 接着することである。殆どの身体の組織が負に荷電しているので、本発明のカプ セルにおけるポリカチオン性多糖類（例えばキトサン）膜層は、カプセルを、ポ リアニオン−ポリカチオンの相互反応により、好適な身体の位置に接着しそして 保持させる。特に、カプセルは、粘膜の表面例えば胃食道のそれらに接着できる 。均一なポリアニオン性多糖類の芯を有するカプセルは、この点で特に有利であ る。身体の表面に接着する本発明のカプセルの能力は、身体への増大した医薬伝 達の達成するのに特に有益である。カプセルが身体の組織に良く接着するため、 カプセルに含まれる医薬は、徐放及び／又はターゲットのやり方で身体に伝達で きる。 本発明のカプセルは、以下の一般的な方法で製造できる。 ｉ）アルギネート塩（通常アルギン酸ナトリウム）の２％ｗ／ｖ溶液を製造する 。 ｉｉ）５０ｍＭ塩化カルシウム溶液中にアルギン酸塩溶液を添加する。均一なカ プセルが要求されるとき、溶液はまた塩化ナトリウム（２００ｍＭ）を含むこと ができる。 ｉｉｉ）未被覆アルギネートビーズを集め、そして０．０２Ｍ酢酸ナトリウム／ 酢酸緩衝液中の３００ｍＭ塩化カルシウムも含む塩化キトサンの０．１５−０． ３ｗ／ｖ溶液中に撹拌する。 ｉｖ）集め、もし必要ならば、ビーズを濃縮する。 塩化カルシウムにアルギン酸塩溶液を澗下する方法の例は、以下の通りである 。 ５００μｍの直径を有するビーズを製造するために、アルギン酸塩溶液の澗を 塩化カルシウム溶液のゲル化浴中に０．４ｍｍの直径を有する鋼鉄の針から落下 させた。７ｋＶの静電荷を針とゲル化溶液との間に接続し、電圧をゲル化浴にカ ップリングしそして針を地面にカップリングした。針の先端とゲル化浴との間の 距離を１０ｍｍに維持し、そしてアルギン酸塩溶液を、３０ｍＬ／時の流速で注 射ポンプにより針に供給した。ビーズの直径を、Ｎｉｋｏｎ Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（Ｄｉａｐｈｏｔ−ＴＭＤ）を使用して２０個のビーズ の平均として計算し、そしてビーズの直径の標準偏差は、平均に関連して３−６ ％であることが分かった。 上記の方法において、種々のパラメータ、例えば濃度、針の直径、滴下速度は 、得られるカプセルの性質及び特徴を調整するために、変化できることを理解す るだろう。 図面の簡単な説明 本発明をよりよく理解するために、図に関して説明する。 図１は、異なる量のＣａＣｌ₂の存在下不均一なアルギネートビーズへのキト サン結合度を示す。 図２は、異なる量のＮａＣｌ（そしてカプセルの膨脹を防ぐために１５ｍＭの ＣａＣｌ₂）の存在下不均一なアルギネートビーズへのキトサン結合度を示す。 図３は、０−１００ｍＭのＣａＣｌ₂の濃度そして種々のキトサンの分子量(重 合度（ＤＰ）として表示)に関するアルギネートビーズへのキトサン結合度を示 す。 図４は、異なる均一性を有するアルギネートビーズへのキトサン結合度を示す 。 図５は、異なるキトサンの分子量（ＤＰ）に関する均一及び不均一のアルギネ ートビーズへのキトサン結合度を示す。 図６は、異なるアルギネート−キトサンの反応時間に関する不均一なアルギネ ート芯を有するアルギネート−キトサンカプセルの爆発（ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ） アッセイの結果を示す。 図７は、異なるアルギネート−キトサン反応時間に関する均一なアルギネート 芯を有するアルギネート−キトサンの爆発アッセイの結果を示す。 図８は、異なるキトサン濃度に関するアルギネート−キトサンカプセルの強さ を説明する。 図９は、３０分の短いアルギネート−キトサン反応時間に関するカプセルの強 さに対するカプセルサイズの影響を説明する。 図１０は、図９に似ているが、２時間のアルギネート−キトサン反応時間そし て均一なカプセルに関する。 図１１は、爆発アッセイの結果を説明し、そして異なるキトサンの分子量及び 異なるアルギネート−キトサン反応時間に関するカプセルの強さを示す。 図１２は、本発明のアルギネート−キトサンカプセルの強さを従来技術の方法 により製造されるものと比較したものを示す。 図１３は、ｐＨの関数として不均一なアルギネートビーズへのキトサン結合の 変化を示す。 図１４は、異なるキトサンの分子量並びに均一及び不均一なアルギネートカプ セル芯に関するアルギネート−キトサンカプセルからヘモグロビンの放出速度を 説明する。 図１５は、本発明により製造されるカプセルの種々の環境における安定性を説 明する。 図１６は、均一及び不均一な芯を有しそして本発明及び従来技術の方法により 製造されるアルギネート−キトサンカプセルの負に荷電した粒子に関する接着容 量を説明する。 発明を実施するための最良の形態 図１及び２に関して、ＣａＣｌ₂濃度の増大とともに、２４時間にわたって、 膜層を形成するためにアルギネートビーズに結合するキトサンの量の驚くべきか つ顕著な増大が存在することが図１から分かる。図２は、アルギネートビーズへ 結合するキトサンの量においてＮａＣｌの濃度の増大とともに増大するが、増大 はＣａＣｌ₂により達成されるそれより顕著に少ないことを説明する。これは、 ＣａＣｌ₂の濃度の増大により生ずるキトサン結合の能率の増大が、簡単に、結 合反応が生ずるキトサン溶液の増大するイオン性強さに起因しないことを示唆す る。 図３から、ＣａＣｌ₂の存在下キトサンの増大する結合能率が、キトサンの分 子量の範囲について生じ、特に大きな増大が、約１１０以下の重合度（ＤＰ）を 有するキトサンについて生ずる。 図４は、ＣａＣｌ₂の存在下均一及び不均一なアルギネートビーズに対するキ トサンの結合能率における相対的な増大を説明し、そしてキトサンの結合のさら に改良された度が均一なアルギネートビーズについて達成できることを立証する 。ＣａＣｌ₂浴中のカルシウムイオンによる橋かけによりアルギネート溶液の滴 をゲル化するとき、ゲル化反応は、アルギネートとＣａＣｌ₂溶液との界面で生 じ、そして界面に向かうアルギネート鎖の拡散及び界面を越えそしてアルギネー ト溶 液中へのカルシウムイオンの拡散によりコントロールされる。そのため、得られ るアルギネートゲルは、ビーズの断面を通るアルギネート濃度に関して不均一な 構造を有し、最高のアルギネート濃度はビーズの表面に向かい勝ちである。さら に均一なアルギネートゲルのビーズは、最初のビーズ形成工程で橋かけ多価カチ オン溶液中に塩化ナトリウムを含むことにより製造できる。図４では、ＮａＣｌ 濃度の増大は、均一性の程度の増大を示す。従って、均一なアルギネートビーズ では、ビーズ断面を通る実質的なアルギネート濃度勾配が存在せず、一方不均一 なアルギネートビーズでは、ビーズの表面でのアルギネート濃度が中心でのそれ より少なくとも５倍である。均一なアルギネートビーズへのキトサンの結合度の 増大は、キトサンの分子量（重合度として表示）の範囲について図５でさらに説 明される。 図６−１２は、本発明によるカプセルの爆発アッセイの結果を示し、種々のパ ラメータに関するカプセルの強さを説明する。 これらの爆発アッセイでは、約１００個のカプセルを０．１５ＭのＮａＣｌ溶 液中に１５分間保持する。カプセルを次に脱イオン水に移し、それは、カプセル の内側の浸透圧の上昇をもたらす。時間の経過とともに破壊されないカプセルの 割合を、ビーズ製造方法に関して上述したように、顕微鏡を使用してカプセルを 数えることにより測定する。 図６は、１５分から２４時間のキトサン／ＣａＣｌ₂浴中のアルギネートビー ズのインキュベーション時間について、不均一なアルギネート芯を有するカプセ ルを説明する。より強いカプセルが、少なくとも３０分間さらに好ましくは２時 間以上のインキュベーション時間で形成されることが分かる。図７は、キトサン ／ＣａＣｌ₂浴中の均一なアルギネートビーズのインキュベーション時間の効果 を立証し、そしてより高い強さのカプセルが、不均一なアルギネートビーズにつ いて要求されるのより短い反応時間で形成できることを示す。 図８は、キトサン／ＣａＣｌ₂浴中のキトサンの濃度によるカプセルの強さの 変化を示す。少なくとも０．１０％のキトサン濃度は、高い強さのカプセルを得 るために、好ましい。 カプセルのサイズに対するカプセルの強さの依存は、図９において、３０分間 のキトサン／ＣａＣｌ₂浴中の短いインキュベーション時間を有する不均一なカ プセルについて示される。テストされたカプセルのサイズでは、０．３４ｍｍの 直径を有するカプセルが最適であることが分かった。図１０は、２時間のキトサ ン／ＣａＣｌ₂浴中のインキュベーション時間並びに均一なアルギネートビーズ を使用して達成できるカプセルの強さの改良を説明している。 図１１では、種々のキトサンの分子量及びキトサン浴中の異なるインキュベー ション時間によるカプセルの強さが説明される。３０分以上のインキュベーショ ン時間が好ましいこと、そして約６００００というより高いキトサンの分子量で は、より長い反応時間がより高い強さのカプセルを達成するのに、望ましいこと は、明らかである。 図１２は、均一及び不均一なアルギネート芯について、従来技術の方法と比較 して本発明の方法により得ることのできるより高い強さのカプセルを明らかに説 明している。キトサン浴へカルシウムイオンを添加していないことを含む従来技 術の方法、並びにキトサン浴中に直接アルギネートを滴下する従来の１段法は、 それぞれ、不適切な強さのカプセルを生成する。本発明の方法では、キトサン浴 へのカルシウムイオンの添加の工程は、カプセルの強さに顕著な増大をもたらす 。 図１３は、本発明の方法では、キトサン結合の増大が、より高いｐＨ特にｐＨ ５−６で達成できることを立証する。アルギネートビーズは、２４時間キトサン ／ＣａＣｌ₂浴中にインキュベートされた。 図１４は、カプセルからの活性成分の放出速度がいかにコントロールできるか を説明する。従って、異なる放出速度は、使用されるキトサンの分子量を変える ことにより、さらに均一又は不均一なカプセルを使用することにより達成できる 。ヘモグロビンの場合では、より早い放出速度は、より低いキトサンの分子量に より達成される。 図１５は、本発明の方法により製造されそして身体のそれらを真似した種々の 環境におかれたカプセルの強さを立証する爆発アッセイの結果を示す。本発明の カプセルが、少なくとも６０時間の長い時間これらの環境における優れた安定性 を示すことは明らかである。 図１６は、本発明により製造されるカプセル、並びに従来技術の１段階方法に より製造されるカプセルに負に荷電した粒子に関する接着容量の比較を示す。す べてのカプセルは、均一及び不均一の両者のアルギネート芯により製造され、そ して本発明の方法により製造されるカプセルについて、二つの異なるキトサンの 分子量がテストされた。図１６では、「１工程」は、従来技術の１工程方法によ り製造されるカプセルに関し、「Ｋ」は、ダルトンによる使用されたキトサンの 分子量を表す。従って、Ｋ１６０００は、１６０００Ｄａのキトサンの分子量に 関する。「Ｆａ」は、使用されるキトサンのアセチル化のフラクションを表す。 「Ｈｏ」は、均一なアルギネート芯によるカプセルを表す。「Ｉｎｈ」は、不均 一なアルギネート芯によるカプセルを表す。「５ｈｒ」は、それぞれの場合５時 間であった、膜形成工程の反応時間を表す。 実施例 以下の実施例は、本発明のカプセルの例でありそしてそれらの用途である。 実施例 １ 胃食道逆流の治療に有効なカプセル 活性成分：炭酸カルシウム 成分： アルギン酸ナトリウム 塩化キトサン（被覆の最高のレベルを与える、約１６０００Ｄａの低分子量） 塩化カルシウム 緩衡液成分（酢酸ナトリウム及び酢酸） 水、十分量 方法： １．十分な量の水にアルギン酸ナトリウムを溶解して２％溶液とし、そして炭酸 カルシウムを加えて１２％ｗ／ｖ分散物を作り、そして分散するまで撹拌する。 ５０ｍＭのカルシウム（塩化物として）及び２００ｍＭの塩化ナトリウムを含む 溶液を作る。 ２．塩化カルシウム溶液中にアルギネートカルシウムカーボネート溶液／懸濁物 を滴下することにより炭酸カルシウムを含むアルギン酸ナトリウムのビーズを形 成ずる。 ３．３００ｍＭのカルシウム（塩化物として）を含む０．１５％塩化キトサンの 溶液中のアルギネートビーズを緩やかに撹拌することによりキトサンによりビー ズを被覆してマイクロカプセルを形成する。この溶液を、０．０２Ｍの濃度で酢 酸ナトリウム緩衝液を使用してｐＨ５に緩衝する。ビーズを次に酢酸ナトリウム 緩衝液中で洗う。 ４．瓶を振盪して、１０ｍＬ中に炭酸カルシウムの３００ｍｇの投与量を含む１ ０ｍＬのスプーン１杯分を調剤するようにカプセルを濃縮する。保存料、色素、 甘味剤及び／又は香料を必要に応じ最後の容量にする前に添加する。 用途： １０ｍＬのスプーン１杯分で、カプセルは、食道の粘膜に接着して、炭酸カル シウムを徐放する源を提供して、胸焼けを治療するために胃からの逆流するすべ ての酸を中和する。 利点： この製品は、影響を受けた部位に接着して、局所的な酸の中和、並びに食道粘 膜の酸により生ずる胸焼けからの緩和をもたらす。 実施例 ２ 咽喉炎の治療に有効なカプセル 活性成分：リグノカイン塩基 方法： 他の成分及び製造方法は、実施例１の工程１−３の通りであったが、炭酸カル シウムを、０．６ｗ／ｖ分散物を与えるのに十分な量でリグノカイン塩基の微細 な粉末に置換した。 香料、甘味剤及び保存料を必要に応じ添加し、１ｍＬが３ｍｇのリグノカイン 塩基の投与量を保持するカプセルを含むようにカプセルを濃縮した。 用途： 約１ｍＬの接着カプセルの懸濁物を咽喉にスプレイして、咽喉炎を治療するた めに局所麻酔効果をもたらした。 利点： カプセルは咽喉に接着し、そして活性成分を徐放して持続する痛み止め効果を もたらした。 実施例 ３ 胃における放出のための医薬の味マスキング 活性成分；シメチジン塩酸塩 方法： 他の成分及び製造方法は実施例１の工程１−３と同じであったが、炭酸カルシ ウムを、４％ｗ／ｖを達成するのに十分な量のシメチシン塩酸塩の微細な粉末と 置換した。 短いインキュベーション時間を有する高分子量キトサン６３０００Ｄａを使用 して薄い皮膜のみを生じさせ、これは、味のマスキングをするが、キトサンの厚 い皮膜を通る遅い拡散によりさもなければ生ずるかもしれない医薬の放出の遅延 を最小にした。 瓶を振盪して１０ｍＬ中に２００ｍｇの投与量のシメチジンを含む１０ｍＬの スプーン１杯を調剤するようにカプセルを濃縮した。最終の容量にする前に、保 存料、色素、甘味剤、香料を必要に応じ添加した。 用途及び利点： 懸濁物を消化不良及び胸焼けを治療するのに使用する。シメチシンは、これら の治療に周知の薬剤であるが、従来の溶液の処方では受け入れられない味を有す る。医薬をカプセル系中に配合することは、医薬の味を、口中にそれが存在して いる間、マスクする。 実施例 ４ 胃中への医薬の放出のための胃液／胃粘膜へ接着するカプセル 活性成分：トリクロサン 方法： 他の成分及び製造方法は実施例１の工程１−３の通りであったが、炭酸カルシ ウムを、３％ｗ／ｖ分散物を達成するのに十分な量のトリクロサンの微細な粉末 により置換した。 瓶を振盪して１０ｍＬ中に１５０ｍｇの投与量のトリクロザンを含む１０ｍＬ のスプーン１杯が調剤できるようにカプセルを濃縮した。保存料、色素、甘味剤 、香料を必要に応じ、最終の容量を達成する前に、添加した。 用途： 懸濁物を使用してヘリコパクター・ピロリ感染を治療する。カプセルは、胃の 回りの粘膜に接着して、ヘリコパクター・ピロリに対して抗菌性活性を有するト リクロサンの徐放をもたらす。 利点： 医薬は、簡単な懸濁物よりも長い時間作用部位に保持されて、この生物に対し てさらに有効な活性をもたらす。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ６１Ｐ 1/04 Ａ６１Ｐ 23/02 23/02 31/04 31/04 Ｃ０８Ｂ 37/04 Ｃ０８Ｂ 37/04 37/06 37/06 37/08 Ａ 37/08 Ｂ０１Ｊ 13/02 Ｚ (72)発明者 デットマー，ピーター イギリス国 イースト ヨークシャ エイ チユー５ ３エヌティ パトリントン テ ィゼ バーン レーン ティゼ ハウス （番地なし) (72)発明者 スジャク−ブレーク，グドムンド ノルウエー国 エヌ―7016 トロンデイム ネドレ バーゲンスベイ ６ (72)発明者 ジョリッフェ，イアン イギリス国 イースト ヨークシャ エイ チユー16 ５ビービー コッチンガム キ ングスウエイ 47

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）多価カチオンにより橋かけ結合するポリアニオン性多糖類のゲル化ビ ーズを製造する工程； （ｂ）ビーズをポリカチオン性多糖類を含む溶液に添加することにより、ゲル化 ビーズ上にポリカチオン−ポリアニオン膜層を有するカプセルを形成する工程、 （ｃ）所望により、マイクロカプセル上に１種以上のポリカチオン性又はポリア ニオン性の層を形成する工程、 （ｄ）得られるカプセルを採取する工程 を含む高い強さのカプセルを製造する方法であって、方法が、 （ｅ）工程（ｂ）のポリカチオン性多糖類溶液中に多価カチオンを加える工程 をさらに含むことを特徴とする方法。 ２．工程（ａ）が、 （ｉ）ポリアニオン性多糖類を含む第一の溶液を作成し、 （ｉｉ）橋かけする多価イオン及び非ゲル化イオン好ましくはナトリウムイオン を含む第二の溶液を作成し、 （ｉｉｉ）第二の溶液に第一の溶液を滴下し、それにより均一なカプセルを製造 する ことを含む請求項１の方法。 ３．非ゲル化イオン好ましくはナトリウムイオンの溶液を作成し、そして非ゲル 化イオンの溶液中に工程（ａ）のビーズを浸漬し、それにより均一なカプセルを 製造することをさらに含む請求項１の方法。 ４．工程（ａ）のゲル化ビーズ中に活性の成分、物質又は材料を含むことをさら に含む請求項１−３の何れか一つの項の方法。 ５．活性の成分、材料又は物質が、ゲル化ビーズに封入される請求項４の方法。 ６．活性の成分、材料又は物質が、製薬上活性な物質又は組成物、触媒、生きて いる又は死んだ細胞、組織、殺虫剤、殺草剤、農業用栄養素又は肥料、種子、化 粧品及び食品成分の１種以上から選択される請求項４又は５の方法。 ７．ポリアニオン性多糖類がアルギネートである請求項１−６の何れか一つの項 の方法。 ８．アルギネートが、少なくとも５０％好ましくは６０−７０％のＧ−ブロック 含量を有する請求項７の方法。 ９．ポリアニオン性多糖類がペクチンである請求項１−６の何れか一つの項の方 法。 １０．ポリカチオン性多糖類がイミノ又はアミノ基を含む請求項１−９の何れか 一つの項の方法。 １１．ポリカチオン性多糖類がキトサンである請求項１０の方法。 １２．キトサンが、５０００−６００００好ましくは１００００−３００００の 範囲の分子量を有する請求項１１の方法。 １３．キトサンが６００００−１０００００の分子量を有する請求項１１の方法 。 １４．工程（ｅ）の多価カチオンが、カルシウム、ストロンチウム、パリウム、 アルミニウム（ＩＩＩ）又は鉄（ＩＩＩ）から選択され、好ましくはカルシウム である請求項１−１２の何れか一つの項の方法。 １５．膜形成工程（工程（ｅ））の多価カチオンが、５０−４００ｍＭ、好まし くは１００−３００ｍＭの濃度で存在する請求項１−１４の何れか一つの項の方 法。 １６．非ゲル化イオンが、少なくとも１０ｍＭ、好ましくは１００−３００ｍＭ の濃度で存在する請求項２又は３、又は請求項２又は３によるとき請求項４−１ ５の何れか一つの項の方法。 １７．膜形成工程（工程（ｂ））が、少なくとも３０分、好ましくは２−５時間 、さらに好ましくは１−２時間行われる請求項１、又は請求項１によるとき請求 項４−１５の何れか一つの項の方法。 １８．膜形成工程（工程（ｂ））が、少なくとも１５分、好ましくは２−５時間 、さらに好ましくは３０分−１時間行われる請求項２又は３、又は請求項２又は ３によるとき請求項４−１６の何れか一つの項の方法。 １９．請求項１−１８の何れか一つの項の方法により得ることのできるカプセル 。 ２０．カプセルの直径が、０．１−１．０ｍｍ、好ましくは０．２−０．７ｍｍ 、さらに好ましくは０．３−０．４ｍｍである請求項１９のカプセル。 ２１．活性成分、材料又は物質が、製薬上活性な成分又は組成物である請求項６ の方法により得ることのできるカプセル。 ２２．製薬上活性な成分が酸中和剤である請求項２１のカプセル。 ２３．製薬上活性な成分が局所麻酔剤である請求項２１のカプセル。 ２４．製薬上活性な成分がヒスタミンＨ₂受容体拮抗剤である請求項２１のカプ セル。 ２５．製薬上活性な成分が抗微生物剤である請求項２１のカプセル。 ２６．治療における請求項２１のカプセルの用途。 ２７．胃食道逆流の治療における請求項２２のカプセルの用途。 ２８．咽喉炎の治療における請求項２３のカプセルの用途。 ２９．消化不良及び胸焼けの治療における請求項２４のカプセルの用途。 ３０．ヘリコパクター・ピロリ感染の治療における請求項２５のカプセルの用途 。 ３１．活性の成分、材料又は物質が、触媒、生きている又は死んだ細胞、組織、 殺虫剤、殺草剤、農業用栄養素又は肥料、種子、化粧品及び食品成分の１種以上 から選択される請求項４又は５の方法により得られるカプセル。 ３２．殺虫、殺草、農業、栄養素又は肥料の製品における請求項３０のカプセル の用途。