JP2005002055A - Method for producing liposome containing physiologically active substance and liposome containing physiologically active substance obtained by the method - Google Patents

Method for producing liposome containing physiologically active substance and liposome containing physiologically active substance obtained by the method Download PDF

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Yoshitaka Ogata
嘉貴 緒方
Hiroshi Goto
博 後藤
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Terumo Corp
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Terumo Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a liposome containing a biologically active substance, suitable for scale up required when the mass production is carried out industrially. <P>SOLUTION: The method for producing the liposome containing the biologically active substance involves extruding the biologically active substance and a liposome-forming lipid from (B) a slit-shaped structure of an extruding part having (A) a structure selected from each rotating helical structure and screw-shaped structure, and (B) the slit structure, at ≥9.0 L/sec extrusion flow rate and at ≥9.4 m/sec extrusion flow velocity. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生理活性物質を含有したリポソームを工業的に大量製造する場合に必要なスケールアップに適した製造方法に関する。また、本発明は、該製造方法によって得られる生理活性物質を含有するリポソームに関する。該リポソームは、所望の平均粒径を有し、かつ含有された生理活性物質が熱変成されないため、医療分野での使用に好適である。
【0002】
【従来の技術】
生理活性物質や薬物をリポソームによりマイクロカプセル化してドラックデリバリーシステムとして医療分野で応用する試みは多く行われている。一般的なリポソームの製造方法としては薄膜法、逆相法、透析法、膜乳化法、高圧吐出法、高速攪拌法等が用いられている。これらの方法は、濃度及び粘度の低い薬物水溶液や熱変性を起こしにくい生理活性物質やタンパク溶液をリポソーム化することは可能であるが、リポソ−ムへの薬物含有率を上げることが難しく、さらに薬物含有率を上げるためには含有物を高い濃度でリポソ−ム化する必要がある。しかし、粘度が高く、熱変性を受けやすい生理活性物質をリポソーム化することは困難であった。
【0003】
特許文献1には、高速攪拌型乳化機を用いて高粘度・高濃度のヘモグロビン水溶液をリポソーム化する方法が記載されている。しかしこの方法や前述の一般的に使用されているリポソームの製造方法では、数百mL程度のスケールで生理活性物質を含有するリポソームを調製することは可能であるが、商業化を目指した数十L〜数百Lへのスケールアップをするためには、それぞれのスケールでの製造パラメータの検討が必要である。したがって、リポソーム製造のスケールアップに伴う大きな無駄とリスクを伴う問題や、さらには機械的な強度や耐久性等の問題があり大型の装置設計や製作が非常に困難であった。また、特許文献1の方法は、カッター状或いは櫛状の攪拌羽による剪断力を乳化のエネルギーとしている。そのため、粘性の高い混合物では容器内に十分な流れが生じず、攪拌容器内において温度差が大きくなる点が指摘されていた。攪拌羽の先端部分では高熱が発生しており、熱による生理活性物質の変性を進行させないために、混合物の温度範囲を低温にする必要性があった。さらに温度の調整のためにリポソーム化の進行が遅く処理時間がかかるという問題点があった。
【0004】
国内において、生理活性物質を含有する医療用リポソームを工業的に生産するためには、その製造量は年間数万L〜数十万Lになる。そうすると少なくとも1日あたりの生産量として数百Lのリポソームを製造する必要がある。生産性の問題から製造における乳化工程に要する時間を短縮するためには数十〜数百L/hr程度の処理速度が必要となる。従来の高速攪拌型乳化機を用いた方法では、十分に乳化するために数十Lから100L程度の容量の乳化装置が必要である。しかしながら、小さな実験機から大型の機械へのスケールアップには、攪拌羽の周速、形状を元にした単なる相似形での予測ができないため、必要なパラメータを得ることが困難であった。そのために実際のスケールでの製造検討が必要となり、スケールアップに伴う大きな無駄とリスクを伴う。
【0005】
【特許文献1】
特開平3−173813号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した要望を満たすためにスケールアップが可能な生理活性物質を含有するリポソームの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、この製造方法により得られる生理活性物質を含むリポソームを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を解決するため、本発明は次の構成(1)〜(10)を有する。
(1)密閉容器内に備えられた、下記(A)構造および(B)スリット状構造を有する吐出部の該(B)スリット状構造から、生理活性物質とリポソーム形成脂質とを、9.0L/sec以上の吐出流量、かつ9.4m/sec以上の吐出流速で吐出させることを特徴とする生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。
(A)螺旋状構造およびスクリュー状構造からなる群から選ばれる少なくとも一つの軸を中心に回転する構造、
(B)軸を中心に回転するスリット状構造。
ここで、前記(B)スリット状構造は、前記(A)構造と向かい合って配置されており、前記(B)スリット状構造は、前記(A)構造の回転方向に対して、正方向または逆方向に回転する。
【0008】
(2)前記(A)構造の回転速度は、500rpm以上20,000rpm未満であり、
前記(B)スリット状構造の回転速度は、500rpm以上20,000rpm未満であることを特徴とする(1)の生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。
【0009】
(3)前記スリット状構造におけるスリットの幅は、0.5mm〜5mmであることを特徴とする(1)または(2)の生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。
【0010】
(4)前記(A)構造及び前記(B)スリット状構造は、その回転軸の軸封機構が、メカニカルシールであることを特徴とする(1)ないし(3)のいずれかの生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。
【0011】
(5)前記密閉容器は、さらに熱交換器を内蔵しており、前記熱交換器を用いて該密閉容器内を冷却することにより、前記生理活性物質とリポソーム形成脂質とを吐出させる際の該密閉容器内の温度を5℃〜60℃に保持することを特徴とする(1)ないし(4)のいずれかの生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。
【0012】
(6)前記吐出部のスリット状構造から前記生理活性物質とリポソーム形成脂質とを吐出させる際に、前記密閉容器内を0.1気圧以上2気圧以下で加圧することを特徴とする(1)ないし(5)の生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。
【0013】
(7)前記生理活性物質は、ヘモグロビンであることを特徴とする(1)ないし(6)のいずれかの生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。
【0014】
(8)前記生理活性物質は、濃度30wt%〜60wt%の溶液として前記密閉容器に供給されることを特徴とする(1)ないし(7)のいずれかの生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。
【0015】
(9)(1)ないし(8)のいずれかの方法により得られる生理活性物質を含有するリポソーム。
【0016】
(10)平均粒径が150nm〜220nmであることを特徴とする(9)の生理活性物質を含有するリポソーム。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明をさらに説明する。但し、図面は説明を目的とするものであり、本発明はこれに限定されない。
図1は、本発明の方法に使用する装置の一例の概念図であり、内部の構成をわかりやすくするため密閉容器2が破線で示されている。
図1の装置1は、液体を収納可能な密閉容器2を有している。装置1は、一方の端部が密閉容器2内に存在し、軸を中心に回転可能な構造3を有している。該構造3の密閉容器2内にある端部には、螺旋状構造またはスクリュー状構造31が設けられている。図2(a)〜(c)は、構造31の一例の部分拡大図であり、該構造31は、円錐状スクリュー状構造として示されている。図2(a)は、該構造31を側面視した図であり、図2(b)は、該構造31を下方から見た図であり、図2(c)は、該構造31を上方から見た図である。
図1において、構造3を軸を中心に回転させると、密閉容器2内で螺旋状構造またはスクリュー状構造31が回転して、該密閉容器2内に液体の流れを生じさせる。構造3の反対側の端部32は、密閉容器2の外側に位置し、密閉容器2の外部または表面に取り付けられたモータ(図示していない)等の動力装置と接続されている。
【0018】
装置1は、一方の端部が密閉容器2内に存在し、軸を中心に回転可能な構造4を有している。該構造4の密閉容器2内の端部には、スリット42を有する構造(スリット状構造)41が設けられており、構造4の反対側の端部43は、密閉容器2の外側に位置し、密閉容器2の外部または表面に取り付けられたモータ等の動力装置(図示していない)と接続されている。なお、図1では、構造31を示すために、スリット42が一部省略されているが、スリット状構造41には、その全周にわたってスリット42が形成されている。
【0019】
図1において、螺旋状構造またはスクリュー状構造31と、スリット状構造41とは、向かい合って配置されている。より具体的には、スリット状構造41は、螺旋状構造またはスクリュー状構造31と対面する部分において、該螺旋状構造またはスクリュー状構造31の一部または全部を包み込む形状を有している。構造31と構造41とがこのような関係で配置されて、装置1の吐出部を構成する。
【0020】
構造3および構造4が、密閉容器2を貫通する部分には、軸封機構5が設けられている。
さらに、装置1には、密閉容器2内にリポソーム形成脂質や生理活性物質を供給するための原料供給口6、気体または液体により密閉容器内2を加圧するための加圧管7、密閉容器2内を冷却するための熱交換器8および製造されたリポソームを取り出すための試料採取管9が設けられている。
【0021】
図1の装置1を用いて本発明のリポソームを製造する方法を実施するには、まず原料供給口6を介して密閉容器2内にリポソーム形成脂質および生理活性物質を供給する。
【0022】
本発明で使用されるリポソーム形成脂質は、リポソームの脂質膜を形成し、内部に生理活性物質をカプセル化(内包)して、含有することができる物質である。リポソーム形成脂質は、リポソームを形成可能であれば特に制限はなく、天然または合成の脂質が使用可能である。これらの中でも、特にリン脂質が好適に使用され、レシチン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルコリンホスファチジルセリン、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルイノシトール、スフィンゴエミリンおよびこれらを常法に従って水素添加した物からなる少なくとも一種のリン脂質を使用することができる。またこれらのリン脂質は一種または二種以上を組み合わせて用いることもできる。
【0023】
更に、リポソーム形成脂質には所望によりコレステロール等のステロール類の膜安定剤、電荷付与物質(例えばステアリン酸、オレイン酸、ミリスチン酸、リノール酸、リノレイン酸等および末端基が塩であるもの)を添加することもできる。上記のリポソーム形成脂質は、粉末状または溶液状のいずれの形態で密閉容器2内に導入してもよい。リポソーム形成脂質には、他の添加剤を含有させてもよい。添加剤としては特に限定されないが、担体、賦形剤、防腐剤、安定剤、結合剤、酸化防止剤、膨化剤、等張剤、溶解補助剤、保存剤、緩衝剤、希釈剤等が挙げられる。
【0024】
リポソームに含有される生理活性物質は、リポソームの形成を損なわず、本発明の方法が適用可能である限り、特に制限されない。本発明の方法は、溶液状態での粘度が高く、熱変性を受けやすい生物学的または薬理学的に活性な物質を内包したリポソームを製造するのに好適に使用される。このような生理活性物質の具体例として、蛋白質などが挙げられる。リポソームに含有される蛋白質の具体例としては、例えば、ヘモグロビン、インターフェロン類、インターロイキン類、腫瘍壊死因子類、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、顆粒球コロニー刺激因子、マクロファージコロニー刺激因子などのコロニー刺激因子類、幹細胞因子(SCF)、形質転換成長因子類、肝細胞増殖因子、血管内皮細胞増殖因子等のサイトカイン、成長因子、エリスロポエチン(EPO)、ワクチン、抗体などが挙げられる。これらの蛋白質は、ヒト蛋白質またはヒトに投与可能な蛋白質であることが好ましい。
【0025】
本発明の方法は、これらの生理活性物質の中でも、高粘度であって、かつ熱変性し易い高濃度蛋白質をリポソームに含有させるのに、より好ましく使用される。ここで、高濃度蛋白質とは、30%(w/w)以上に濃縮された蛋白質を意味する。
【0026】
また、これらの生理活性物質は、使用目的に応じて、一種類の生理活性物質のみをリポソームに含有させてもよいし、二種類以上の生理活性物質をリポソームに含有させてもよい。
生理活性物質は、粉末状、溶液状またはゲル状の形態で密閉容器2内に導入することができる。
【0027】
これらの生理活性物質の具体例としては、医療分野において人工酸素運搬体として利用されるヘモグロビンが好ましく例示され、特に30%(w/w)以上の高濃度ヘモグロビンがより好ましい。高濃度ヘモグロビンは、単独でリポソームに含有させてもよいし、他の生理活性物質と共にリポソームに含有させてもよい。高濃度ヘモグロビンは、赤血球を常法によって溶血し、分画分子量10万の膜を利用して赤血球膜を除去して精製することで得ることができる(特開2002−161047号公報)。その後、限外濾過により30%(w/w)以上に濃縮したものが高濃度ヘモグロビンとして使用される(特開昭63−211230号公報)。または、遺伝子操作により大腸菌や酵母等に産生させた、リコンビナントヘモグロビン(Nature、(米国)、1992年3月、第356(19)巻、第19号、p.258−260)を限外濃縮等で30%(w/w)以上に濃縮したものを高濃度ヘモグロビンとして用いることも可能である。
【0028】
生理活性物質は水溶液の形態で密閉容器2内に供給され、その濃度は30〜60%(w/w)であることが好ましく、40〜50%(w/w)であることが特に好ましい。特に生理活性物質が高濃度ヘモグロビンである場合、上記の濃度で供給することが好ましい。人工酸素運搬体の機能である末梢組織への酸素運搬量は、リポソーム内のヘモグロビン濃度に依存して増大する。ヘモグロビンを上記の濃度で導入すれば、ヘモグロビンの濃縮と、リポソーム内へのヘモグロビンの含有とを両立できる範囲内で、ヘモグロビン濃度を最も高くすることができる。
【0029】
ヘモグロビン等の生理活性物質を効率よくリポソームに含有させる目的において、できるだけ少ない量のリポソーム形成脂質で、できるだけ多くの生理活性物質を含有させることが重要な技術的課題となる。両者の関係において、リポソーム形成脂質の重量(L)と、リポソームに含有される生理活性物質の重量(H)との比(L/H比)は、なるべく小さい方が好ましいことが知られている。例えば、特開平2−86841号公報では、L/H比を0.40〜1.67としている。本発明において、L/H比は0.4〜1.67であることが好ましい。L/H比が上記の範囲であれば、リポソームが十分な強度を有し、生理活性物質の漏出のおそれがなく、また生理活性物質の投与量当たりで、必要以上の脂質成分の負荷を生体に与えるおそれもない。
【0030】
生理活性物質とリポソーム形成脂質とは混合せずに、または混合物として密閉容器2内に導入される。これら混合されない状態または混合された状態の生理活性物質およびリポソーム形成脂質のことを本明細書において、以下、「原料」と称することがある。具体的には、生理活性物質とリポソーム形成脂質とを別々に一つの密閉容器2内に導入してもよいし、あらかじめ生理活性物質とリポソーム形成脂質とを部分的にまたは完全に混合し、混合物として調製した後、この混合物を密閉容器2内に導入してもよい。
【0031】
生理活性物質およびリポソーム形成脂質が液状でない場合、それぞれ適宜溶媒に溶解させて、または溶媒中で生理活性物質とリポソーム形成脂質とを混合させて密閉容器2内に供給してもよい。この目的に使用される溶媒としては、例えば水系の溶媒(水、精製水、生理食塩水、緩衝液など)、有機系の溶媒(メタノール、エタノール、ブタノールなど)が挙げられる。
【0032】
混合される前の生理活性物質およびリポソーム形成脂質、または一部または全て混合された生理活性物質とリポソーム形成脂質との混合物のpHは生理的な範囲であればよく特に限定されないが、生体内、特に血液中のpH範囲であることが好ましく、具体的には、pH4.0〜10.0の範囲であることが好ましく、より好ましくはpH6.0〜8.0の範囲である。
【0033】
原料を容器2内に導入した後、液体で満たした状態で容器2を密閉する。生理活性物質を含有するリポソームは主として医療用として使用されるため、無菌状態で原料を容器2に導入し、そのままの状態で密閉し、密閉された状態で製造されることが好ましい。
【0034】
密閉容器2の内部形状は、液体で満たされ密閉した状態を維持することができ、かつその内部で、原料を吐出部のスリット42から吐出させて、混合させることができる限り特に限定されず、立方体、長方体、楕円体、球体およびこれらを組合せた形状から適宜選択することができる。
【0035】
密閉容器2の容量は、1L〜100L程度であることが好ましく、より好ましくは10L〜50L程度である。密閉容器2の容量が1L〜100L程度であれば、密閉容器2内に、十分な吐出量を有する吐出部を収容することができ、かつ現実的なエネルギーで十分な吐出量を得ることができる。
【0036】
本発明のリポソームを製造する方法では、図1の装置の容器2内を原料で満たして密閉した後、構造3および構造4を軸を中心に回転させる。これにより、密閉容器2内にある螺旋状構造またはスクリュー状構造31およびスリット状構造41が回転する。螺旋状構造またはスクリュー状構造31が回転することにより、該構造31および該構造41が対面している部分、すなわち該構造31および該構造41との間の、原料で満たされた空間内に原料の流れが形成される。構造31の回転によって生じた原料の流れの一部または全ては、構造41と衝突する。したがって、構造31は、回転した際に構造41の方向に原料の流れを形成する構造であれば、螺旋状構造またはスクリュー状構造以外であってもよい。但し、螺旋状構造またはスクリュー状構造であることが好ましく、特に構造31が形成する原料の流れがすべて構造41のスリット42を通過するような構造であることが好ましい。このような構造としては、具体的には図2(a)〜(c)に示す円錐状スクリュー構造や、プロペラ状構造が挙げられる。
【0037】
構造41と衝突した原料の流れは、構造41に設けられたスリット42を通過して吐出流を形成する。スリット42を通過した吐出流は、密閉容器2内で急速に速度を失う。これにより流れの界面において液−液剪断力が働き、この剪断力が乳化エネルギーとして働き、生理活性物質とリポソーム形成脂質とが、混合されて、原料が乳化されて、リポソーム化(生理活性物質のカプセル化)が進行する。よって吐出流の界面における速度差がリポソーム化の重要なファクターとなる。
【0038】
本発明の方法は、スリット42を通過する吐出流の吐出流量が9.0L/sec以上であって、かつその吐出流速が9.4m/secであることを特徴とする。吐出流のパラメータがこれらになる条件で、原料をスリット42から吐出させることで効率的なリポソーム化が可能となる。
【0039】
吐出流の吐出流量は、好ましくは9.9L/sec〜1000L/secであり、より好ましくは9.9L/sec〜500L/secであり、さらに好ましくは9.9L/sec〜200L/secであり、9.9L/sec〜100L/secがさらに好ましく、50L/sec〜100L/secが特に好ましい。吐出流の吐出流速は、好ましくは9.4m/sec〜30m/sec、より好ましくは12m/sec〜20m/secである。吐出流の流速が9.4m/sec未満であると、カプセル化が十分に進行しないため至適な粒径のリポソームが得られない。一方、流速が50m/sec以上であると、使用する熱交換器8の容量にもよるが、過剰の発熱が生じ、冷却が困難になるおそれがある。
【0040】
吐出流の吐出流量は、上記の条件を満たす限り、密閉容器2の容量に応じて変更することができる。吐出流の吐出流量(L/sec)と密閉容器2の容量(L)との比は、特に限定されないが、5(1/sec) 以上であることが好ましく、より好ましくは5(1/sec)〜10(1/sec)である。吐出流の吐出流量(L/sec)と密閉容器2の容量(L)との比が上記の範囲であると、吐出流による密閉容器2内での原料の攪拌が十分であり、容器2内での原料の攪拌が不十分であることに起因する密閉容器2内での熱の不均一化のおそれが解消される。また、所望の吐出流の流量(L/sec)と容器容量(L)との比を得るために必要な吐出部の大きさが密閉容器2の容量に対して現実的な大きさである。このような吐出流量と密閉容器2の容量との比を選択することで、前述した剪断力により発生する熱が密閉容器2内で迅速に、かつ均一に分散されて密閉容器2内における温度分布を小さくすることができる。
【0041】
図1に示す装置1において、構造31と構造41との間の距離は、構造31および構造41の形状や構造41に設けられたスリット42の開口面積にもよるが、構造31が回転することによって生じた原料の流れの一部または全部が構造41と衝突して本発明の効果を発揮する限り特に限定されない。但し、構造31が回転することによって生じた原料の流れが、構造41に設けられたスリット42から効率よく吐出されるためには、構造31と構造41との間の距離は、両者が構造的に接触しない限りなるべく小さいことが望ましい。構造31と構造41との間の距離は、0.1mm〜5mmであることが好ましく、より好ましくは0.1mm〜2mmである。
【0042】
本発明の方法では、構造31と構造41の両方を回転させる。ここで、構造31および構造41の回転方向は、同一方向であってもよく、または逆方向であってよい。構造31と構造41とを同一方向で回転させた場合であっても、構造41を回転させることで、吐出流の流れ方向が変わるため、吐出流の速度ベクトルを増加させ、乳化エネルギーを増大させる効果が期待できる。
但し、本発明の方法において、構造31および構造41の回転方向は逆方向であることが好ましい。構造31と構造41とを逆方向に回転させれば、上記の効果に加えて、スリット42の開口時間が短くなることで吐出流の吐出流速が増大する。これもまた、吐出流の速度ベクトルを増加させ、乳化エネルギーを増大させる効果が期待できる。
【0043】
構造31の回転数(rpm)は、構造31の径や流体を形成する部分の形状あるいは密閉容器2の容量にもよるが、500rpm以上20,000rpm未満であることが好ましく、より好ましくは1,000rpm〜10,000rpm、さらに好ましくは4,000rpm〜7,000rpmである。構造41が後述する回転数で回転し、かつ構造31が500rpm以上20,000rpm未満の回転数で回転することで、密閉容器2の容量にそれほど制約されず、幅広い範囲の容量の密閉容器2で構造41のスリット42を通過する吐出流の吐出流量が9.0L/sec以上であって、かつその吐出流速が9.4m/sec以上となる。構造31の回転数が20,000rpm以上であると、構造31の軸受け部の機械的な破損が生じるおそれがあり、また軸受け部で発熱が起こり、リポソームを製造する際に生理活性物質が熱変成するおそれがある。
【0044】
構造31の大きさは、密閉容器2の容量により決定されるが、通常が直径20mm〜300mmである。但し、吐出流の吐出流量を9.0L/sec以上にするのに至適な回転数を得るためには、直径が50mm〜300mmであることがより好ましい。構造31の材質は、特に限定されないが、スチール合金、アルミ合金、チタン合金、セラミック等が至適に用いられる。
【0045】
構造41の回転数(rpm)は、構造41の径や流体を形成する部分の長さ、形状、あるいは容器の容量にもよるが、500rpm以上20,000rpm未満であることが好ましく、より好ましくは1,000rpm〜10,000rpm、さらに好ましくは4,000rpm〜7,000rpmである。構造31が上記した回転数で回転し、かつ構造41が500rpm以上20,000rpm未満の回転数で回転することで、密閉容器2の容量にそれほど制約されず、幅広い範囲の容量の密閉容器2で構造41のスリット42を通過する吐出流の吐出流量が9.0L/sec以上であって、かつその吐出流速が9.4m/sec以上となる。構造41の回転数が20,000rpm以上であると、構造41の軸受け部の機械的な破損が生じるおそれがあり、また軸受け部で発熱が起こり、リポソームを製造する際に生理活性物質が熱変成するおそれがある。
【0046】
上記したように、構造41は、スリット42を有し、対面する部分において構造31の一部または全部を包み込む形状を有している。構造41は、その内側に構造31を収容可能な開口部を有する、円筒形状または円錐形状であることが好ましい。スリット42は、構造41が円筒形状の場合にはその側面または底面、構造41が円錐形状の場合には底面に形成される。構造41の大きさは、構造31および密閉容器2の大きさにもよるが、円筒形状または円錐形状である場合、通常は直径20mm〜300mmであり、より好ましくは50mm〜300mmである。
【0047】
構造41において、個々のスリット42の形状およびスリット42の数等は特に制限されないが、構造31および構造41を上述した条件で回転させた際に、スリット42を通過する吐出流の吐出流量が9.0L/sec以上であって、かつその吐出流速が少なくとも9.4m/sec以上となるような総開口面積を有する。これにより、前述したように、流れの界面において液−液剪断力が働き、この剪断力が乳化エネルギーとして作用し、リポソーム化が進行する。
【0048】
ここで、構造41において個々のスリット42の幅が広すぎると、吐出流の中心では速度差が小さくなり、リポソーム化に必要な液−液剪断力が十分に働かない。このため、スリット42の幅は0.5mm〜5mm程度の範囲であることが好ましく、1mm〜3mm程度の範囲であることがさらに好ましい。スリット42の幅が上記の範囲であると、吐出流中心部の速度差が十分であり、リポソーム化を進行させる上で好ましい。また、生理活性物質またはリポソーム形成脂質、あるいはこれらの混合物が高粘度である場合であっても、十分な吐出量が得られ、混合物全体を十分に攪拌することができ、リポソーム化が全体的に進行する。構造41の軸方向におけるスリット42の長さは特に限定されないが、10mm〜300mmの範囲であることが好ましい。また、個々のスリット42の形状も、特に限定されず長方形、台形、菱形、三角形、楕円形等であってよい。さらにまた、スリット42の本数は、構造41の径または形状にもよるが、10本〜100本であることが好ましく、より好ましくは20本〜50本である。
構造41の材質は、特に限定されないが、スチール合金、アルミ合金、チタン合金、セラミック等が至適に用いられる。
【0049】
また、密閉容器2内において、原料をスリット42から吐出させて、乳化させるのに要する時間は、上述した目的を達成できる限り特に限定されないが、1分間〜60分間であることが好ましく、より好ましくは3分間〜30分間である。
【0050】
本発明の方法は、図1に示すように、密閉容器2内に熱交換器8を内蔵する装置1を用いて実施することが好ましい。密閉容器2内に熱交換器8を内蔵することにより、原料をスリット42から吐出して、乳化させる際に密閉容器2内を冷却することができる。これにより、密閉容器2内の温度が好適温度に保持される。ここで密閉容器2内の好適温度は、本発明の方法を用いてリポソームを製造する際に、生理活性物質が熱変性するおそれのない温度であり、具体的には5℃〜60℃であることが好ましく、より好ましくは5℃〜40℃である。
【0051】
熱交換器8を配置する場所は、その目的が達成される限り特に限定されず、密閉容器2内のいずれの場所であってもよいが、密閉容器2内の吐出流の流路中に熱交換器8を配置することが好ましい。このような配置にすることで、熱交換器8での熱交換効率を上げることが可能である。容器2内の熱交換率を上げることにより、生理活性物質の熱変性を生じることなしに、リポソームをカプセル化することができ、カプセル化処理に要する時間を大幅に短縮することが可能である。
【0052】
本発明の方法では、構造31および構造41を回転させて、スリット42を通過する吐出流を形成する際に、密閉容器2内に低圧の圧力をかけることが好ましい。密閉容器2内が常圧の状態で、構造31を高速で回転させた場合、回転する構造31の後方にキャビテーションと呼ばれる真空の泡が生成し、乳化の制御が困難となるおそれがある。具体的には、キャビテーションの生成により、構造31の回転エネルギーが、吐出流に十分に伝わらなかったり、このキャビテーション泡がつぶれる際に発生する衝撃波が乳化を過度に促進したり、また乳化物に気泡が混入したりするおそれがある。密閉容器2内に低圧の圧力をかけることにより、キャビテーションの過度の生成が抑制され、乳化の制御が容易となる。
【0053】
本発明において「低圧」とは、上記したキャビテーションが過度に生じることがなく、キャビテーションに係る問題点を制御し得る圧力を意味する。従って、ここでいう「低圧」は、上記した問題が生じない圧力である限り特に限定されないが、0.1気圧〜2気圧であることが好ましく、より好ましくは0.3気圧〜1気圧である。密閉容器2内を上記圧力で加圧するには、密閉容器2内に原料を供給した後、加圧管7を通じて気体または液体により、密閉容器2内を加圧すればよい。
【0054】
図1に示すように、密閉容器2の構造3および構造4の貫通部には、容器2内を密閉状態に保持するために、構造3および構造4の回転軸を密封するための軸封構造5が設けられている。このような軸封構造5としては、一般的には回転軸とそれに接する樹脂等のリング状シールによる軸封構造が用いられる。しかしながら、軸封構造5に樹脂等のリング状シールを用いた場合、回転軸とリング状シールの接触部分が高速で摺動するためシールが高温になる。そしてこの熱が密閉容器2内に伝わると、生理活性物質の熱変性の原因となるおそれがある。生理活性物質の熱変成は、生理活性物質を含有するリポソームを製造する上でそれ自体問題であるが、生理活性物質の熱変成が発生した場合、熱変成物が軸封構造に固着するおそれがある。熱変成物が軸封構造に固着すると、リング状シールが破壊され、容器2の密閉性を長期間にわたって保持することが困難になる。
【0055】
本発明の方法において、軸封構造5は前記の問題を生じないものが好ましい。このような軸封構造5としては、具体的には例えばメカニカルシールが挙げられる。ここでいうメカニカルシールとは、上下2枚の平滑な金属板またはセラミック板の片方が密閉容器2に固定され、もう片方が構造3または構造4の回転軸に固定され、これらが接する密封構造である。上下二枚の板の間の数μmから数十μmの隙間に水等により液膜を作り、この液膜により軸封とシールの間の潤滑を行うものである。軸封構造5にメカニカルシールを使用することで、軸封構造での発熱が防止され、リポソーム製造時における生理活性物質の熱変成、さらにこれに伴う上記諸問題がおそれが解消される。
【0056】
以上、図面を参照して本発明の方法について説明したが、本発明の方法は図示した態様に限定されない。例えば、図1に示す装置1では、密閉容器2内に、構造31および構造41の単一の組み合わせで示されているが、この組み合わせの数は特に限定されず、複数であってもよい。また、構造31と構造41との組み合わせにおいて、該構造31、41は、各々一つずつ含んだ組み合せに限定されず、組み合わせ中に、いずれか一方、若しくは両方を複数含んでいてもよい。
また、図1に示す装置では、構造31と構造41とが、それらの回転軸が同一直線上にあるように配置されているが、構造31および構造41の回転軸が同一直線上になく、一方に対して他方が偏心して配置されていてもよい。
【0057】
本発明はまた、前述の方法により得られる生理活性物質を含有するリポソームを提供する。本発明のリポソームは、上記したヘモグロビンに代表される生理活性または薬理活性を有する生理活性物質を含有しており、医療用に使用可能である。得られるリポソームの平均粒径は特に限定されないが、150nm〜220nmであることが好ましく、より好ましくは150nm〜200nmである。リポソームの平均粒径が150nm未満であると、リポソーム形成脂質の重量(L)が増加し前述のL/H比が大きくなり、好ましくない。またリポソームの平均粒径が300nm超であると毛細血管等で塞栓を引き起こす可能性がある。本発明において至適な平均粒径である150nm〜220nm程度のリポソームを得るためには、スリット42からの吐出流の吐出流量が9.0L/sec以上であって、吐出流速が9.4m/sec以上であることが必要である。ここで、吐出流速は、より好ましくは12m/sec以上である。一方、吐出流量は、より好ましくは9.9L/sec以上であり、さらに好ましくは14.8L/sec以上である。但し、吐出流の吐出流速または吐出流量が極端に大きすぎると、密閉容器2内で急激な熱の発生を伴い、生理活性物質の熱変成を引き起こす可能性があるのでこのような変成を起こさない範囲で行うのが望ましい。このためには、吐出流の吐出流速は30m/sec以下であることが好ましく、より好ましくは20m/sec以下である。また、吐出流の吐出流量は、1000L/sec以下であることが好ましく、より好ましくは500L/sec以下であり、さらに好ましくは200L/sec以下であり、100L/sec以下であることが特に好ましい。
【0058】
得られた生理活性物質を含有するリポソームは、封入されなかった生理活性物質が常法に従って分離除去され、フィルトレーション、超遠心処理等によって採取される。調製されたリポソームに、凝集防止剤を添加して使用してもよい。この場合、凝集防止剤は、長鎖脂肪族アルコール、ステロール、ポリオキシプロリンアルキル、またはグリセリン脂肪酸エステル、リン脂質等の疎水性化合物と結合させて使用する。凝集防止剤の脂質誘導体は、リポソームの構造安定を損なうものでなければ特に限定されず、例えば、ポリエチレングリコール、デキストラン等が挙げられる。これらのうち、ポリエチレングリコール(PEG)およびポリエチレングリコール脂質誘導体が好ましい。
【0059】
本発明のリポソームは、患者に非経口的に全身あるいは局所的に投与することができる。投与対象の宿主としては、哺乳動物、好ましくはヒト、サル、ネズミ、家畜等が挙げられる。非経口的投与の経路としては、例えば点滴などの静脈内注射(静注)、筋肉内注射、腹腔内注射、皮下注射を選択することができ、患者の年齢、症状により適宜投与方法を選択することができる。リポソームは、病気に既に悩まされる患者に、病気の症状を治癒するか、あるいは少なくとも部分的に阻止するために十分な量で投与される。例えばリポソームに封入される生理活性物質の有効投与量は、一日につき体重1kgあたり0.01mgから2000mgの範囲で選ばれる。該生理活性物質の有効投与量は、より好ましくは0.01mgから100mgである。しかしながら、本発明のリポソームはこれらの投与量に制限されるものではない。投与時期は、疾患が生じてから投与してもよいし、あるいは疾患の発症が予測される時に発症時の症状緩和のために予防的に投与してもよい。また、投与期間は、患者の年齢、症状により適宜選択することができる。
【0060】
【実施例】
以下に、ヘモグロビンを生理活性物質として用いた実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
比較例1
水素添加大豆レシチン(HSPC)(日本油脂製)、コレステロール(Chol)(日本油脂製)とステアリン酸(SA)(日本油脂製)からなる混合比、HSPC/Chol/SA=1/1/1(mol)の混合物60gをt−BuOH(和光純薬工業製)200mLに溶解後、凍結乾燥しt−BuOHを除去することで調製した。この脂質混合物に精製水60gを加え80℃、30分加熱し十分に水和させた。この脂質水和物にヘモグロビン(45wt%)溶液(特開2002−161047号公報に開示されているもの)400mLを加え転倒混和したものを高速攪拌機(攪拌容量500mL、カッター型攪拌羽径33mm、ワーリング社製、ワーリングブレンダー)を備えた密閉可能な容器に供給して、該容器を密閉した。この状態から、該容器外側に設けた冷却ジャケットを−10℃の冷媒で冷却しながら5℃以上10℃以下の温度範囲で、該容器に装備された加圧管から空気で加圧して、該容器内に0.3気圧の圧力を加えながら、攪拌羽根の回転数を変えて(10000rpm(周速17.2m/sec)、12000rpm(周速20.7m/sec)、15000rpm(周速25.9m/sec)で3min、30回)、従来の高速攪拌法を用いて攪拌乳化させた。乳化後、それぞれの乳化条件で処理したヘモグロビン−脂質混合物30gを採取し、生理食塩水を30mL加えて、4万G、60minで3回遠心洗浄して、カプセル化されなかったヘモグロビンを除去した。その後20mLの生理食塩水に分散し、凝集防止剤としてポリエチレングリコール(PEG)結合リン脂質(日本油脂製)を0.1wt%になるように加えて、PEGで表面修飾されたヘモグロビン含有リポソームを得た。同様の操作を3回繰り返した。
【0061】
このように調製したPEGで表面修飾されたヘモグロビン含有リポソームの各々の粒径を光散乱回折測定装置(LS230、COULTER社製) で測定し、3回の操作で得られたリポソームの粒径の標準偏差(SD)を求めた。
【0062】
比較例2
水素添加大豆レシチン(HSPC)、コレステロール(Chol)とステアリン酸(SA)からなる混合比、HSPC/Chol/SA=1/1/1(mol)の混合物180gをt−BuOH 600mLに溶解後、凍結乾燥しt−BuOHを除去することで調製した。この脂質混合物に精製水180gを加え80℃、30分加熱し十分に水和させた。この脂質水和物にヘモグロビン(45wt%)溶液1200mLを加え転倒混和したものを高速攪拌機(攪拌容量1500mL、カッター型攪拌羽径90mm、特殊機化製、アジホモミクサー)を備えた密閉可能な容器に供給して、該容器を密閉した。この状態から、該容器外側に設けた冷却ジャケットを−10℃の冷媒で冷却しながら5℃以上10℃以下の温度範囲で、該容器に装備された加圧管から空気で加圧して、該容器内に0.3気圧の圧力を加えながら、攪拌羽根の回転数を変えて(3600rpm(周速17.0m/sec)、4400rpm(周速20.9m/sec)、5400rpm(周速25.4m/sec)で3min、30回)攪拌乳化した。乳化後、それぞれの乳化条件で処理したヘモグロビン−脂質混合物30gを採取し生理食塩水を30mL加え、4万G、60minで3回遠心洗浄し、カプセル化されなかったヘモグロビンを除去した。その後20mLの生理食塩水に分散し、ここに凝集防止剤としてポリエチレングリコール(PEG)結合リン脂質を0.1wt%になるように加え、PEGで表面修飾されたヘモグロビン含有リポソームを得た。同様の操作を3回繰り返した。
このように調製したPEGで表面修飾されたヘモグロビン含有リポソームの各々の粒径を光散乱回折測定装置(LS230、COULTER社製) で測定し、3回の操作で得られたリポソームの粒径の標準偏差(SD)を求めた。
【0063】
比較例1及び2で得られたヘモグロビン含有リポソームの粒径を、それぞれの処理条件であるカッター型攪拌羽の周速をパラメータとして図3に示した。
比較例1及び比較例2の結果(図3)から、相似形のカッター型攪拌羽を持つ高速攪拌機を用いた場合、乳化のパラメータとして攪拌羽周速を用いた場合にはヘモグロビン含有リポソームの粒径に与える影響が異なり、さらなるスケールアップをした場合に乳化条件、攪拌機の設計が乳化に与える影響の予想が難しく、実スケールでの攪拌機設計や乳化条件設定が必要となることが明らかになった。
【0064】
実施例1
水素添加大豆レシチン(HSPC)、コレステロール(Chol)とステアリン酸(SA)からなる混合比、HSPC/Chol/SA=1/1/1(mol)の混合物180gをt−BuOH 600mLに溶解後、凍結乾燥しt−BuOHを除去することで調製した。この脂質混合物に精製水180gを加え80℃、30分加熱し十分に水和させた。この脂質水和物にヘモグロビン(45wt%)溶液1200mLを加え転倒混和したものを、図1に示す装置1(攪拌容量1500mL、螺旋状構造(螺旋状スクリュー状構造)31の最大径80mm、1回転吐出量148mL、スリット幅1.5mm、スリット長さ22mm、スリット数32本、エム・テクニック社製、クレアミックスCLM−5.5/11W)の密閉容器2内に原料供給口6から供給して、容器2を密閉した。加圧管7から空気で加圧して、密閉容器2内に0.3気圧の圧力を加え、密閉容器2内に設けられた熱交換器8を−10℃の冷媒で冷却して、密閉容器2内の液温を5℃以上60℃以下の温度範囲に維持しながら、螺旋状構造31およびスリット状構造41を下記条件で各々回転させて、スリット状構造41のスリット42から原料を吐出させて、乳化させた。なお、吐出は、各吐出条件で3min、5回実施した。
[吐出条件1]
螺旋状構造31の回転数:4000rpm
(吐出量9.9L/sec、吐出流速9.4m/sec)
スリット状構造41の回転方向:螺旋状構造31と逆方向
スリット状構造41の回転数:4000rpm
[吐出条件2]
螺旋状構造31の回転数:5000rpm
(吐出量12.4L/sec、吐出流速11.7m/sec)
スリット状構造41の回転方向:螺旋状構造31と逆方向
スリット状構造41の回転数:4000rpm
[吐出条件3]
螺旋状構造31の回転数:6000rpm
(吐出量14.8L/sec、吐出流速14.1m/sec)
スリット状構造41の回転方向:螺旋状構造31と逆方向
スリット状構造41の回転数:6000rpm
【0065】
乳化後、それぞれの乳化条件で処理したヘモグロビン−脂質混合物30gを採取し、生理食塩水を30mL加え、4 万G、60minで3回遠心洗浄してカプセル化されなかったヘモグロビンを除去した。その後20mLの生理食塩水に分散し、ここに凝集防止剤としてポリエチレングリコール(PEG)結合リン脂質を0.1wt%になるように加え、PEGで表面修飾されたヘモグロビン含有リポソームを得た。同様の操作を3回繰り返した。
【0066】
このように調製したPEGで表面修飾されたヘモグロビン含有リポソームの各々の粒径を光散乱回折測定装置(LS230、COULTER社製) で測定し、3回の操作で得られたリポソームの粒径の標準偏差(SD)を求めた。
【0067】
比較例3
水素添加大豆レシチン(HSPC)、コレステロール(Chol)とステアリン酸(SA)からなる混合比、HSPC/Chol/SA=1/1/1(mol)の混合物60gをt−BuOH 200mLに溶解後、凍結乾燥しt−BuOHを除去することで調製した。この脂質混合物に精製水60gを加え80℃、30分加熱し十分に水和させた。この脂質水和物にヘモグロビン(45wt%)溶液400mLを加え転倒混和したものを、図1に示す装置1(攪拌容量500mL、螺旋状構造(螺旋状スクリュー状構造)31の最大径33mm、1回転吐出量12.8mL、スリット幅1.15mm、スリット長さ11mm、スリット数32本、エム・テクニック社製、クレアミックスCLM−1.5/22W)の密閉容器2内に原料供給口6から供給して、容器2を密閉した。加圧管7から空気で加圧して、密閉容器2内に0.3気圧の圧力を加え、密閉容器2内に設けられた熱交換器8を−10℃の冷媒で冷却して、密閉容器2内の液温を5℃以上60℃以下の温度範囲に維持しながら、螺旋状構造31およびスリット状構造41を下記条件で各々回転させて、スリット状構造41のスリット42から原料を吐出させて、乳化させた。なお、吐出は、各吐出条件で3min、5回実施した。
[吐出条件1]
螺旋状構造31の回転数:10000rpm
(吐出量2.1L/sec、吐出流速5.2m/sec)
スリット状構造41の回転方向:螺旋状構造31と逆方向
スリット状構造41の回転数:10000rpm
[吐出条件2]
螺旋状構造31の回転数:12000rpm
(吐出量2.6L/sec、吐出流速6.3m/sec)
スリット状構造41の回転方向:螺旋状構造31と逆方向
スリット状構造41の回転数:12000rpm
[吐出条件3]
螺旋状構造31の回転数:15000rpm
(吐出量3.2L/sec、吐出流速7.9m/sec)
スリット状構造41の回転方向:螺旋状構造31と逆方向
スリット状構造41の回転数:15000rpm
【0068】
乳化後、それぞれの乳化条件で処理したヘモグロビン−脂質混合物30gを採取し、生理食塩水を30mL加え、4万G、60minで3回遠心洗浄して、カプセル化されなかったヘモグロビンを除去した。その後20mLの生理食塩水に分散し、ここに凝集防止剤としてポリエチレングリコール(PEG)結合リン脂質を0.1wt%になるように加え、PEGで表面修飾されたヘモグロビン含有リポソームを得た。同様の操作を3回繰り返した。
このように調製したPEGで表面修飾されたヘモグロビン含有リポソームの各々の粒径を光散乱回折測定装置(LS230、COULTER社製)で測定し、3回の操作で得られたリポソームの粒径の標準偏差(SD)を求めた。
【0069】
比較例4
水素添加大豆レシチン(HSPC)、コレステロール(Chol)とステアリン酸(SA)からなる混合比、HSPC/Chol/SA=1/1/1(mol)の混合物60gをt−BuOH、200mLに溶解後、凍結乾燥しt−BuOHを除去することで調製した。この脂質混合物に精製水60gを加え80℃、30分加熱し十分に水和させた。この脂質水和物にヘモグロビン(45wt%)溶液、400mLを加え転倒混和したものを、図1に示す装置1(攪拌容量500mL、螺旋状構造(螺旋状スクリュー状構造)31の最大径33mm、1回転吐出量12.8mL、スリット幅1.15mm、スリット長さ11mm、スリット数32本、エム・テクニック社製、クレアミックスCLM−1.5/22W)の密閉容器2内に原料供給口6から供給して、容器2を密閉した。加圧管7から空気で加圧して、密閉容器2内に0.3気圧の圧力を加え、密閉容器2内に設けられた熱交換器8を−10℃の冷媒で冷却して、密閉容器2内の液温を5℃以上60℃以下の温度範囲に維持しながら、螺旋状構造31およびスリット状構造41を下記条件で各々回転させて、スリット状構造41のスリット42から原料を吐出させて、乳化させた。なお、吐出は、下記の条件で3min、5回実施した。螺旋状構造31の回転数:20000rpm
(吐出量3.4L/sec、吐出流速9.2m/sec)
スリット状構造41:固定(未回転)
【0070】
乳化後、ヘモグロビン−脂質混合物30gを採取し、生理食塩水を30mL加え、4万G、60minで3回カプセル化されなかったヘモグロビンを遠心洗浄した。その後20mLの生理食塩水に分散し、ここに凝集防止剤としてポリエチレングリコール(PEG)結合リン脂質を0.1wt%になるように加え、PEGで表面修飾されたヘモグロビン含有リポソームを得た。同様の操作を3回繰り返した。
このように調製したPEGで表面修飾されたヘモグロビン含有リポソームの各々の粒径を光散乱回折測定装置(LS230、COULTER社製)で測定し、3回の操作で得られたリポソームの粒径の標準偏差(SD)を求めた。
【0071】
実施例1及び比較例3、4で得られたヘモグロビン含有リポソームの粒径を、それぞれの処理条件である吐出量をパラメータとして図4に示した。さらに実施例1及び比較例3、4で得られたヘモグロビン含有リポソームの粒径を、それぞれの処理条件である吐出流速をパラメータとして図5に示した。
実施例1及び比較例3、4の結果(図4、5)を比較すると、本発明の吐出流量および吐出流速を下回る吐出条件で実施した比較例3、スリット状構造41を回転させずに実施した比較例4では、得られるリポソームの粒径のバラツキが大きく、かつ平均粒径が270nm以上であった。特に、スリット状構造を回転させずに実施した比較例4では、吐出流の吐出流量が実施例1とそれほど大きな差がないにもかかわらず、得られるリポソームの平均粒径が実施例1に比べて著しく大きく370nm程度であった。これは、実施例1では、螺旋状構造31と対向するスリット状構造41とを両方回転させることで、吐出流の速度ベクトルの増大が起こり、リポソーム型ヘモグロビンの微細化が進行したためと考えられる。
なお、比較例4では、得られたリポソームに含有されるヘモグロビンが部分的に変性していることが認められた。これは、20000rpm以上の回転数で螺旋状構造31を回転させたことにより生じた熱で、ヘモグロビンが熱変性したと考えられる。
【0072】
また、図4、5より、スリット状構造41から吐出される高濃度ヘモグロビンとリポソーム形成脂質混合物の吐出量が、約9L/sec以上、吐出流速が9.4m/sec以上から、吐出流量および吐出流速に依存してヘモグロビン含有リポソームの粒径が小さくなっていることが分かり、150〜220nmの平均粒径を有するリポソームをスケールアップ製造するためには、上記の条件が必要であることが明らかとなった。よって本発明のリポソームの製造方法において、リポソームの製造パラメータとして、吐出流量および吐出流速に着目することによりリポソームの製造をスケールアップできることが示された。
【0073】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明は、ヘモグロビン等の生理活性物質を含有したリポソームを工業的に大量製造する場合に必要なスケールアップに適した生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法を提供する。本発明の方法を採用することにより、生理活性物質を含有するリポソームを工業的規模で大量製造するためのスケールアップ時に最適な構造を予測して製造設備を設計することが可能となる。本発明の方法により、リポソーム化によって発生する熱を局在化させず効率よく吸収することができる。これによって熱に不安定な生理活性物質を内部に取り込んだリポソームを製造することが可能となり、将来的に様々な分野において適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法に用いる装置の一例を示した概念図である。
【図2】(a)〜(c)は、図1の構造31の一例の部分拡大図であり、(a)は構造31を側面視した図であり、(b)は構造31を下方から見た図であり、(c)は構造31を上方から見た図である。
【図3】比較例1及び2における、攪拌容量及び攪拌羽の周速とヘモグロビン含有リポソームの粒径の関係を示すグラフである。
【図4】実施例1、及び比較例3、4における、吐出量とヘモグロビン含有リポソームの粒径の関係を示すグラフである。
【図5】実施例1、及び比較例3、4における、吐出流速とヘモグロビンリポソームの粒径の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1:装置
2:密閉容器(容器)
3:構造
31:螺旋状構造またはスクリュー状構造
32:端部
4:構造
41:スリット状構造
42:スリット
43:端部
5:軸封構造
6:原料供給口
7:加圧管
8:熱交換器
9:試料採取管
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a production method suitable for scale-up required when industrially mass-producing liposomes containing a physiologically active substance. The present invention also relates to a liposome containing a physiologically active substance obtained by the production method. The liposome has a desired average particle diameter and is suitable for use in the medical field because the contained physiologically active substance is not thermally denatured.
[0002]
[Prior art]
Many attempts have been made to apply bioactive substances and drugs in the medical field as a drug delivery system by microencapsulating them with liposomes. As a general liposome production method, a thin film method, a reverse phase method, a dialysis method, a membrane emulsification method, a high pressure discharge method, a high speed stirring method, or the like is used. Although these methods can be used to make liposomes of aqueous solutions of drugs with low concentrations and viscosities and physiologically active substances and protein solutions that do not easily cause heat denaturation, it is difficult to increase the drug content in liposomes. In order to increase the drug content, it is necessary to make the content liposomal at a high concentration. However, it has been difficult to make a physiologically active substance having a high viscosity and susceptible to thermal denaturation into a liposome.
[0003]
Patent Document 1 describes a method of forming a high-viscosity and high-concentration hemoglobin aqueous solution into a liposome using a high-speed stirring emulsifier. However, with this method and the above-mentioned method for producing liposomes that are generally used, it is possible to prepare liposomes containing a physiologically active substance on the scale of about several hundred mL. In order to scale up from L to several hundred L, it is necessary to examine manufacturing parameters at each scale. Therefore, there are problems associated with large waste and risk associated with the scale-up of liposome production, and further problems such as mechanical strength and durability, making it difficult to design and manufacture large devices. Moreover, the method of patent document 1 uses the shearing force by a cutter-shaped or comb-shaped stirring blade as the energy of emulsification. For this reason, it has been pointed out that a highly viscous mixture does not cause a sufficient flow in the container, and the temperature difference becomes large in the stirring container. High heat is generated at the tip of the stirring blade, and the temperature range of the mixture needs to be lowered in order not to cause denaturation of the physiologically active substance by heat. Furthermore, there is a problem that the progress of liposome formation is slow due to the temperature adjustment, and it takes a long processing time.
[0004]
In order to industrially produce medical liposomes containing physiologically active substances in Japan, the production amount is several tens of thousands to several hundred thousand L per year. In this case, it is necessary to produce several hundreds of liposomes as a production amount per day. In order to shorten the time required for the emulsification step in production due to productivity problems, a processing speed of about several tens to several hundreds L / hr is required. In a method using a conventional high-speed stirring type emulsifier, an emulsification apparatus having a capacity of about several tens to 100 L is necessary for sufficient emulsification. However, in order to scale up from a small experimental machine to a large machine, it is difficult to obtain a necessary parameter because it cannot be predicted with a simple similarity based on the peripheral speed and shape of the stirring blades. For this reason, it is necessary to consider manufacturing on an actual scale, which involves great waste and risk associated with scale-up.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 3-173813
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of this invention is to provide the manufacturing method of the liposome containing the bioactive substance which can be scaled up in order to satisfy | fill said request. Another object of the present invention is to provide a liposome containing a physiologically active substance obtained by this production method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above object, the present invention has the following configurations (1) to (10).
(1) From the (B) slit-like structure of the discharge part having the following (A) structure and (B) slit-like structure provided in the sealed container, 9.0 L of a physiologically active substance and a liposome-forming lipid A method for producing a liposome containing a physiologically active substance, wherein the liposome is discharged at a discharge flow rate of at least / sec and a discharge flow rate of at least 9.4 m / sec.
(A) a structure that rotates about at least one axis selected from the group consisting of a helical structure and a screw-like structure;
(B) A slit-like structure that rotates about an axis.
Here, the (B) slit-like structure is disposed to face the (A) structure, and the (B) slit-like structure is forward or reverse with respect to the rotation direction of the (A) structure. Rotate in the direction.
[0008]
(2) The rotational speed of the structure (A) is 500 rpm or more and less than 20,000 rpm,
(B) The method for producing a liposome containing a physiologically active substance according to (1), wherein the rotational speed of the slit-like structure is 500 rpm or more and less than 20,000 rpm.
[0009]
(3) The method for producing a liposome containing a physiologically active substance according to (1) or (2), wherein the slit width in the slit-like structure is 0.5 mm to 5 mm.
[0010]
(4) The physiologically active substance according to any one of (1) to (3), wherein the shaft sealing mechanism of the rotating shaft of the structure (A) and the structure (B) is a mechanical seal A method for producing liposomes containing
[0011]
(5) The sealed container further incorporates a heat exchanger, and the inside of the sealed container is cooled using the heat exchanger, whereby the physiologically active substance and the liposome-forming lipid are discharged. A method for producing a liposome containing a physiologically active substance according to any one of (1) to (4), wherein the temperature in the sealed container is maintained at 5 ° C to 60 ° C.
[0012]
(6) When the physiologically active substance and liposome-forming lipid are ejected from the slit-like structure of the ejection part, the inside of the sealed container is pressurized at 0.1 atm or more and 2 atm or less (1) Or a method for producing a liposome containing the physiologically active substance of (5).
[0013]
(7) The method for producing a liposome containing the physiologically active substance according to any one of (1) to (6), wherein the physiologically active substance is hemoglobin.
[0014]
(8) The physiologically active substance is supplied to the sealed container as a solution having a concentration of 30 wt% to 60 wt%, and a liposome containing the physiologically active substance of any one of (1) to (7) is produced how to.
[0015]
(9) A liposome containing a physiologically active substance obtained by any one of the methods (1) to (8).
[0016]
(10) The liposome containing a physiologically active substance according to (9), wherein the average particle size is 150 nm to 220 nm.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be further described below with reference to the drawings. However, the drawings are for illustrative purposes, and the present invention is not limited thereto.
FIG. 1 is a conceptual diagram of an example of an apparatus used in the method of the present invention, and a sealed container 2 is indicated by a broken line for easy understanding of the internal configuration.
The apparatus 1 in FIG. 1 has a sealed container 2 that can store a liquid. The device 1 has a structure 3 in which one end exists in the sealed container 2 and is rotatable about an axis. A spiral structure or a screw-like structure 31 is provided at the end of the structure 3 in the sealed container 2. FIGS. 2A to 2C are partial enlarged views of an example of the structure 31, and the structure 31 is shown as a conical screw-like structure. 2 (a) is a side view of the structure 31, FIG. 2 (b) is a view of the structure 31 from below, and FIG. 2 (c) is a view of the structure 31 from above. FIG.
In FIG. 1, when the structure 3 is rotated around an axis, a spiral structure or a screw-like structure 31 rotates in the sealed container 2, and a liquid flow is generated in the sealed container 2. The opposite end 32 of the structure 3 is located outside the sealed container 2 and connected to a power device such as a motor (not shown) attached to the outside or the surface of the sealed container 2.
[0018]
The device 1 has a structure 4 having one end portion in the sealed container 2 and capable of rotating about an axis. A structure (slit-like structure) 41 having a slit 42 is provided at an end of the structure 4 in the sealed container 2, and an end 43 on the opposite side of the structure 4 is located outside the sealed container 2. The motor is connected to a power device (not shown) such as a motor attached to the outside or the surface of the sealed container 2. In FIG. 1, the slit 42 is partially omitted to show the structure 31, but the slit 42 is formed in the slit-like structure 41 over the entire circumference.
[0019]
In FIG. 1, the spiral structure or screw-like structure 31 and the slit-like structure 41 are arranged to face each other. More specifically, the slit-like structure 41 has a shape that wraps part or all of the spiral structure or screw-like structure 31 at a portion facing the spiral structure or screw-like structure 31. The structure 31 and the structure 41 are arranged in such a relationship to constitute the discharge unit of the apparatus 1.
[0020]
A shaft sealing mechanism 5 is provided in a portion where the structures 3 and 4 penetrate the sealed container 2.
Furthermore, the apparatus 1 includes a raw material supply port 6 for supplying liposome-forming lipids and physiologically active substances into the sealed container 2, a pressurizing tube 7 for pressurizing the sealed container 2 with gas or liquid, A heat exchanger 8 for cooling the sample and a sampling tube 9 for taking out the produced liposomes are provided.
[0021]
In order to carry out the method for producing the liposome of the present invention using the apparatus 1 of FIG. 1, first, the liposome-forming lipid and the physiologically active substance are supplied into the sealed container 2 through the raw material supply port 6.
[0022]
The liposome-forming lipid used in the present invention is a substance that forms a lipid membrane of liposome and encapsulates (encapsulates) a physiologically active substance therein. The liposome-forming lipid is not particularly limited as long as it can form liposomes, and natural or synthetic lipids can be used. Among these, phospholipids are particularly preferably used, and at least one phospholipid consisting of lecithin, phosphatidylethanolamine, phosphatidylcholine phosphatidylserine, phosphatidylglycerol, phosphatidylinositol, sphingoemilin, and those hydrogenated according to a conventional method is used. can do. These phospholipids can be used alone or in combination of two or more.
[0023]
Furthermore, sterol membrane stabilizers such as cholesterol and charge-imparting substances (for example, stearic acid, oleic acid, myristic acid, linoleic acid, linolenic acid, etc. and those having a terminal group as a salt) are optionally added to the liposome-forming lipid You can also The above-mentioned liposome-forming lipid may be introduced into the closed container 2 in any form of powder or solution. The liposome-forming lipid may contain other additives. The additive is not particularly limited, and examples thereof include carriers, excipients, preservatives, stabilizers, binders, antioxidants, swelling agents, isotonic agents, solubilizers, preservatives, buffers, and diluents. It is done.
[0024]
The physiologically active substance contained in the liposome is not particularly limited as long as the formation of the liposome is not impaired and the method of the present invention is applicable. The method of the present invention is suitably used for producing liposomes having a high viscosity in a solution state and encapsulating biologically or pharmacologically active substances that are susceptible to thermal denaturation. Specific examples of such physiologically active substances include proteins. Specific examples of the protein contained in the liposome include colony stimulating factors such as hemoglobin, interferons, interleukins, tumor necrosis factor, granulocyte macrophage colony stimulating factor, granulocyte colony stimulating factor, macrophage colony stimulating factor, etc. , Stem cell factor (SCF), transforming growth factor, hepatocyte growth factor, vascular endothelial cell growth factor and other cytokines, growth factor, erythropoietin (EPO), vaccine, antibody and the like. These proteins are preferably human proteins or proteins that can be administered to humans.
[0025]
Among these physiologically active substances, the method of the present invention is more preferably used for containing in a liposome a high-concentration protein that has high viscosity and is easily heat-denatured. Here, the high concentration protein means a protein concentrated to 30% (w / w) or more.
[0026]
These physiologically active substances may contain only one kind of physiologically active substance in the liposome or two or more kinds of physiologically active substances in the liposome according to the purpose of use.
The physiologically active substance can be introduced into the closed container 2 in the form of powder, solution or gel.
[0027]
As specific examples of these physiologically active substances, hemoglobin used as an artificial oxygen carrier in the medical field is preferably exemplified, and high concentration hemoglobin of 30% (w / w) or more is particularly preferable. High concentration hemoglobin may be contained alone in the liposome, or may be contained in the liposome together with other physiologically active substances. High-concentration hemoglobin can be obtained by hemolyzing erythrocytes by a conventional method and removing the erythrocyte membrane using a membrane having a fractional molecular weight of 100,000 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-161047). Then, what is concentrated to 30% (w / w) or more by ultrafiltration is used as high-concentration hemoglobin (Japanese Patent Laid-Open No. 63-212230). Alternatively, recombinant hemoglobin (Nature, (USA), March 1992, 356 (19), No. 19, p. 258-260) produced in E. coli, yeast, etc. by genetic manipulation is subjected to ultraconcentration, etc. It is also possible to use what is concentrated to 30% (w / w) or more as high-concentration hemoglobin.
[0028]
The physiologically active substance is supplied into the sealed container 2 in the form of an aqueous solution, and its concentration is preferably 30 to 60% (w / w), and particularly preferably 40 to 50% (w / w). In particular, when the physiologically active substance is high-concentration hemoglobin, it is preferable to supply at the above concentration. The amount of oxygen transport to peripheral tissues, which is a function of the artificial oxygen carrier, increases depending on the hemoglobin concentration in the liposome. If hemoglobin is introduced at the above-mentioned concentration, the hemoglobin concentration can be maximized within a range in which the concentration of hemoglobin and the inclusion of hemoglobin in the liposome are compatible.
[0029]
For the purpose of efficiently incorporating a physiologically active substance such as hemoglobin into the liposome, it is an important technical problem to contain as much physiologically active substance as possible with the smallest amount of liposome-forming lipid. In both relations, it is known that the ratio (L / H ratio) between the weight (L) of the liposome-forming lipid and the weight (H) of the physiologically active substance contained in the liposome is preferably as small as possible. . For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2-86841, the L / H ratio is set to 0.40 to 1.67. In the present invention, the L / H ratio is preferably 0.4 to 1.67. If the L / H ratio is in the above range, the liposome has sufficient strength, there is no risk of leakage of the physiologically active substance, and the body is loaded with a lipid component more than necessary per dose of the physiologically active substance. There is no risk of giving it to.
[0030]
The physiologically active substance and the liposome-forming lipid are introduced into the closed container 2 without mixing or as a mixture. In the present specification, these non-mixed or mixed physiologically active substances and liposome-forming lipids may be referred to as “raw materials” hereinafter. Specifically, the physiologically active substance and the liposome-forming lipid may be separately introduced into one sealed container 2, or the physiologically active substance and the liposome-forming lipid are mixed partially or completely in advance, Then, this mixture may be introduced into the sealed container 2.
[0031]
When the physiologically active substance and the liposome-forming lipid are not in a liquid state, the physiologically active substance and the liposome-forming lipid may be appropriately dissolved in a solvent or mixed in the solvent and supplied into the sealed container 2. Examples of the solvent used for this purpose include aqueous solvents (water, purified water, physiological saline, buffer solution, etc.), and organic solvents (methanol, ethanol, butanol, etc.).
[0032]
The pH of the physiologically active substance and liposome-forming lipid before being mixed, or the mixture of a partly or wholly mixed physiologically active substance and liposome-forming lipid is not particularly limited as long as it is in a physiological range. In particular, it is preferably in the pH range in blood, specifically in the range of pH 4.0 to 10.0, more preferably in the range of pH 6.0 to 8.0.
[0033]
After the raw material is introduced into the container 2, the container 2 is sealed in a state filled with the liquid. Since liposomes containing a physiologically active substance are mainly used for medical purposes, it is preferable that the raw material is introduced into the container 2 in a sterile state, and is sealed as it is, and is manufactured in a sealed state.
[0034]
The inner shape of the sealed container 2 is not particularly limited as long as it can be maintained filled with a liquid and sealed, and the raw material can be discharged from the slit 42 of the discharge unit and mixed therein, and can be mixed. The shape can be appropriately selected from a cube, a rectangular parallelepiped, an ellipsoid, a sphere, and a combination thereof.
[0035]
It is preferable that the capacity | capacitance of the airtight container 2 is about 1L-100L, More preferably, it is about 10L-50L. If the capacity | capacitance of the airtight container 2 is about 1L-100L, the discharge part which has sufficient discharge amount can be accommodated in the airtight container 2, and sufficient discharge amount can be obtained with realistic energy. .
[0036]
In the method for producing the liposome of the present invention, the inside of the container 2 of the apparatus of FIG. 1 is filled with the raw material and sealed, and then the structures 3 and 4 are rotated around the axis. Thereby, the spiral structure or screw-like structure 31 and the slit-like structure 41 in the sealed container 2 rotate. When the spiral structure or the screw-like structure 31 is rotated, the material 31 enters the space where the structure 31 and the structure 41 face each other, that is, in the space filled with the material between the structure 31 and the structure 41. Is formed. Part or all of the raw material flow produced by the rotation of the structure 31 collides with the structure 41. Therefore, the structure 31 may be other than a spiral structure or a screw structure as long as the structure 31 forms a flow of the raw material in the direction of the structure 41 when rotated. However, a spiral structure or a screw-like structure is preferable, and in particular, a structure in which all of the raw material flow formed by the structure 31 passes through the slits 42 of the structure 41 is preferable. Specific examples of such a structure include a conical screw structure shown in FIGS. 2A to 2C and a propeller-like structure.
[0037]
The flow of the raw material colliding with the structure 41 passes through a slit 42 provided in the structure 41 to form a discharge flow. The discharge flow that has passed through the slit 42 rapidly loses speed in the sealed container 2. As a result, a liquid-liquid shearing force acts at the flow interface, this shearing force acts as emulsification energy, the physiologically active substance and the liposome-forming lipid are mixed, the raw material is emulsified, and the liposome is formed (of the physiologically active substance). Encapsulation proceeds. Therefore, the speed difference at the interface of the discharge flow is an important factor for liposome formation.
[0038]
The method of the present invention is characterized in that the discharge flow rate of the discharge flow passing through the slit 42 is 9.0 L / sec or more and the discharge flow rate is 9.4 m / sec. Efficient liposomes can be formed by discharging the raw material from the slits 42 under the conditions of the discharge flow parameters.
[0039]
The discharge flow rate of the discharge flow is preferably 9.9 L / sec to 1000 L / sec, more preferably 9.9 L / sec to 500 L / sec, and even more preferably 9.9 L / sec to 200 L / sec. 9.9 L / sec to 100 L / sec is more preferable, and 50 L / sec to 100 L / sec is particularly preferable. The discharge flow rate of the discharge flow is preferably 9.4 m / sec to 30 m / sec, more preferably 12 m / sec to 20 m / sec. When the flow rate of the discharge flow is less than 9.4 m / sec, the encapsulation does not proceed sufficiently, and thus liposomes having an optimum particle size cannot be obtained. On the other hand, when the flow rate is 50 m / sec or more, although it depends on the capacity of the heat exchanger 8 to be used, excessive heat generation may occur and cooling may be difficult.
[0040]
The discharge flow rate of the discharge flow can be changed according to the capacity of the sealed container 2 as long as the above conditions are satisfied. The ratio between the discharge flow rate (L / sec) of the discharge flow and the capacity (L) of the sealed container 2 is not particularly limited, but is preferably 5 (1 / sec) or more, more preferably 5 (1 / sec). ) To 10 (1 / sec). When the ratio between the discharge flow rate (L / sec) of the discharge flow and the capacity (L) of the closed container 2 is in the above range, the stirring of the raw material in the closed container 2 by the discharge flow is sufficient, and the inside of the container 2 This eliminates the possibility of heat non-uniformity in the sealed container 2 due to insufficient stirring of the raw material. In addition, the size of the discharge section necessary to obtain the ratio between the desired flow rate (L / sec) of the discharge flow and the container capacity (L) is a realistic size with respect to the capacity of the sealed container 2. By selecting the ratio between the discharge flow rate and the capacity of the sealed container 2, the heat generated by the shearing force described above is quickly and uniformly distributed in the sealed container 2, and the temperature distribution in the sealed container 2. Can be reduced.
[0041]
In the apparatus 1 shown in FIG. 1, the distance between the structure 31 and the structure 41 depends on the shape of the structure 31 and the structure 41 and the opening area of the slit 42 provided in the structure 41, but the structure 31 rotates. As long as a part or all of the flow of the raw material produced by the collision with the structure 41 exhibits the effect of the present invention, it is not particularly limited. However, in order for the flow of the raw material generated by the rotation of the structure 31 to be efficiently discharged from the slits 42 provided in the structure 41, the distance between the structure 31 and the structure 41 is structural. It is desirable that it is as small as possible as long as it does not touch the surface. The distance between the structure 31 and the structure 41 is preferably 0.1 mm to 5 mm, more preferably 0.1 mm to 2 mm.
[0042]
In the method of the present invention, both structure 31 and structure 41 are rotated. Here, the rotation direction of the structure 31 and the structure 41 may be the same direction or may be opposite directions. Even when the structure 31 and the structure 41 are rotated in the same direction, rotating the structure 41 changes the flow direction of the discharge flow, thereby increasing the velocity vector of the discharge flow and increasing the emulsification energy. The effect can be expected.
However, in the method of the present invention, the rotation direction of the structure 31 and the structure 41 is preferably opposite. If the structure 31 and the structure 41 are rotated in the opposite directions, in addition to the above effects, the opening time of the slit 42 is shortened, thereby increasing the discharge flow rate of the discharge flow. This can also be expected to increase the emulsification energy by increasing the velocity vector of the discharge flow.
[0043]
The number of rotations (rpm) of the structure 31 is preferably 500 rpm or more and less than 20,000 rpm, more preferably 1, although it depends on the diameter of the structure 31 and the shape of the part forming the fluid or the capacity of the sealed container 2. 000 rpm to 10,000 rpm, more preferably 4,000 rpm to 7,000 rpm. By rotating the structure 41 at a rotation speed described later and rotating the structure 31 at a rotation speed of 500 rpm or more and less than 20,000 rpm, the capacity of the closed container 2 is not so limited, and the closed container 2 with a wide range of capacities is used. The discharge flow rate of the discharge flow passing through the slit 42 of the structure 41 is 9.0 L / sec or more, and the discharge flow rate is 9.4 m / sec or more. If the rotational speed of the structure 31 is 20,000 rpm or more, the bearing portion of the structure 31 may be mechanically damaged, and heat is generated in the bearing portion, so that the physiologically active substance is thermally transformed during the production of liposomes. There is a risk.
[0044]
The size of the structure 31 is determined by the capacity of the sealed container 2, but is usually 20 mm to 300 mm in diameter. However, in order to obtain an optimum rotational speed for setting the discharge flow rate of the discharge flow to 9.0 L / sec or more, the diameter is more preferably 50 mm to 300 mm. The material of the structure 31 is not particularly limited, but a steel alloy, an aluminum alloy, a titanium alloy, a ceramic, or the like is optimally used.
[0045]
The number of rotations (rpm) of the structure 41 is preferably 500 rpm or more and less than 20,000 rpm, more preferably, depending on the diameter of the structure 41, the length of the part forming the fluid, the shape, or the capacity of the container. 1,000 rpm to 10,000 rpm, more preferably 4,000 rpm to 7,000 rpm. By rotating the structure 31 at the above-described rotation speed and rotating the structure 41 at a rotation speed of 500 rpm or more and less than 20,000 rpm, the capacity of the closed container 2 is not so limited, and the closed container 2 with a wide range of capacities can be used. The discharge flow rate of the discharge flow passing through the slit 42 of the structure 41 is 9.0 L / sec or more, and the discharge flow rate is 9.4 m / sec or more. If the rotation speed of the structure 41 is 20,000 rpm or more, the bearing portion of the structure 41 may be mechanically damaged, and heat is generated in the bearing portion, so that the physiologically active substance is thermally transformed during the production of liposomes. There is a risk.
[0046]
As described above, the structure 41 has the slit 42 and has a shape that wraps part or all of the structure 31 at the facing portion. The structure 41 is preferably cylindrical or conical with an opening that can accommodate the structure 31 inside. The slit 42 is formed on the side surface or the bottom surface of the structure 41 when the structure 41 is cylindrical, and at the bottom surface when the structure 41 is conical. Although the size of the structure 41 depends on the size of the structure 31 and the closed container 2, when the shape is cylindrical or conical, the diameter is usually 20 mm to 300 mm, more preferably 50 mm to 300 mm.
[0047]
In the structure 41, the shape of each slit 42, the number of the slits 42, and the like are not particularly limited. However, when the structure 31 and the structure 41 are rotated under the above-described conditions, the discharge flow rate of the discharge flow passing through the slit 42 is 9 The total opening area is 0.0 L / sec or more and the discharge flow rate is at least 9.4 m / sec or more. Thereby, as described above, a liquid-liquid shearing force acts at the interface of the flow, and this shearing force acts as an emulsifying energy, and liposome formation proceeds.
[0048]
Here, if the width of the individual slits 42 is too wide in the structure 41, the speed difference becomes small at the center of the discharge flow, and the liquid-liquid shear force necessary for liposome formation does not work sufficiently. For this reason, the width of the slit 42 is preferably in the range of about 0.5 mm to 5 mm, and more preferably in the range of about 1 mm to 3 mm. When the width of the slit 42 is within the above range, the difference in velocity at the central portion of the discharge flow is sufficient, which is preferable for promoting liposome formation. In addition, even when the physiologically active substance or the liposome-forming lipid, or a mixture thereof is highly viscous, a sufficient discharge amount can be obtained, and the entire mixture can be sufficiently stirred, so that the liposome formation is entirely performed. proceed. The length of the slit 42 in the axial direction of the structure 41 is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 mm to 300 mm. The shape of each slit 42 is not particularly limited, and may be a rectangle, a trapezoid, a rhombus, a triangle, an ellipse, or the like. Furthermore, although the number of the slits 42 depends on the diameter or shape of the structure 41, it is preferably 10 to 100, more preferably 20 to 50.
The material of the structure 41 is not particularly limited, but a steel alloy, an aluminum alloy, a titanium alloy, a ceramic, or the like is optimally used.
[0049]
Further, the time required for emulsifying the raw material by discharging the raw material from the slit 42 in the closed container 2 is not particularly limited as long as the above-described object can be achieved, but it is preferably 1 minute to 60 minutes, more preferably. Is from 3 minutes to 30 minutes.
[0050]
As shown in FIG. 1, the method of the present invention is preferably carried out using an apparatus 1 in which a heat exchanger 8 is built in a sealed container 2. By incorporating the heat exchanger 8 in the hermetic container 2, the inside of the hermetic container 2 can be cooled when the raw material is discharged from the slit 42 and emulsified. Thereby, the temperature in the airtight container 2 is maintained at a suitable temperature. Here, the preferable temperature in the closed container 2 is a temperature at which the physiologically active substance is not likely to be thermally denatured when the liposome is produced using the method of the present invention, and specifically, 5 ° C. to 60 ° C. It is preferable, More preferably, it is 5 to 40 degreeC.
[0051]
The place where the heat exchanger 8 is disposed is not particularly limited as long as the purpose is achieved, and may be any place in the sealed container 2, but heat is generated in the flow path of the discharge flow in the sealed container 2. It is preferable to arrange the exchanger 8. With this arrangement, the heat exchange efficiency in the heat exchanger 8 can be increased. By increasing the heat exchange rate in the container 2, liposomes can be encapsulated without causing thermal denaturation of the physiologically active substance, and the time required for the encapsulation process can be greatly shortened.
[0052]
In the method of the present invention, when the structure 31 and the structure 41 are rotated to form a discharge flow passing through the slit 42, it is preferable to apply a low pressure to the hermetic container 2. When the structure 31 is rotated at a high speed while the inside of the sealed container 2 is at normal pressure, a vacuum bubble called cavitation is generated behind the rotating structure 31 and it may be difficult to control emulsification. Specifically, due to the generation of cavitation, the rotational energy of the structure 31 is not sufficiently transmitted to the discharge flow, the shock wave generated when this cavitation bubble collapses excessively emulsifies emulsification, and the emulsion contains bubbles. May be mixed in. By applying a low pressure to the hermetic container 2, excessive generation of cavitation is suppressed, and emulsification can be easily controlled.
[0053]
In the present invention, the “low pressure” means a pressure that can control the problems associated with cavitation without causing excessive cavitation. Therefore, the “low pressure” here is not particularly limited as long as it is a pressure that does not cause the above-mentioned problem, but is preferably 0.1 to 2 atm, more preferably 0.3 to 1 atm. . In order to pressurize the inside of the sealed container 2 with the above-mentioned pressure, the inside of the sealed container 2 may be pressurized with gas or liquid through the pressurizing tube 7 after supplying the raw material into the sealed container 2.
[0054]
As shown in FIG. 1, a shaft sealing structure for sealing the rotating shafts of the structures 3 and 4 is provided in the through portions of the structures 3 and 4 of the sealed container 2 in order to keep the inside of the container 2 in a sealed state. 5 is provided. As such a shaft seal structure 5, a shaft seal structure using a ring-shaped seal such as a rotating shaft and a resin in contact with the rotation shaft is generally used. However, when a ring-shaped seal made of resin or the like is used for the shaft seal structure 5, the contact portion between the rotating shaft and the ring-shaped seal slides at a high speed, so that the seal becomes high temperature. If this heat is transferred into the sealed container 2, it may cause thermal denaturation of the physiologically active substance. Thermal denaturation of a physiologically active substance is a problem in itself for producing liposomes containing the physiologically active substance. However, when thermal alteration of the physiologically active substance occurs, there is a risk that the thermal metabolite will stick to the shaft seal structure. is there. When the heat-transformed product adheres to the shaft seal structure, the ring-shaped seal is broken, and it becomes difficult to maintain the hermeticity of the container 2 for a long period of time.
[0055]
In the method of the present invention, it is preferable that the shaft seal structure 5 does not cause the above problem. Specific examples of such a shaft seal structure 5 include a mechanical seal. Here, the mechanical seal is a sealed structure in which one of upper and lower smooth metal plates or ceramic plates is fixed to the sealed container 2 and the other is fixed to the rotating shaft of the structure 3 or structure 4 and these are in contact with each other. is there. A liquid film is formed with water or the like in a gap of several μm to several tens of μm between the two upper and lower plates, and lubrication between the shaft seal and the seal is performed with this liquid film. By using a mechanical seal for the shaft seal structure 5, heat generation in the shaft seal structure is prevented, and the fear of the above-mentioned problems associated with thermal transformation of the physiologically active substance during liposome production is further eliminated.
[0056]
As mentioned above, although the method of this invention was demonstrated with reference to drawings, the method of this invention is not limited to the aspect shown in figure. For example, in the apparatus 1 shown in FIG. 1, a single combination of the structure 31 and the structure 41 is shown in the sealed container 2, but the number of the combinations is not particularly limited, and may be plural. Further, in the combination of the structure 31 and the structure 41, the structures 31 and 41 are not limited to the combination including one each, and one or a plurality of both may be included in the combination.
Further, in the apparatus shown in FIG. 1, the structure 31 and the structure 41 are arranged so that their rotation axes are on the same straight line, but the rotation axes of the structure 31 and the structure 41 are not on the same straight line, The other may be arranged eccentric to the other.
[0057]
The present invention also provides a liposome containing a physiologically active substance obtained by the aforementioned method. The liposome of the present invention contains a physiologically active substance having physiological activity or pharmacological activity represented by the above-mentioned hemoglobin, and can be used for medical purposes. Although the average particle diameter of the obtained liposome is not particularly limited, it is preferably 150 nm to 220 nm, more preferably 150 nm to 200 nm. When the average particle size of the liposome is less than 150 nm, the weight (L) of the liposome-forming lipid increases and the above-mentioned L / H ratio becomes large, which is not preferable. Moreover, when the average particle diameter of the liposome is more than 300 nm, there is a possibility that embolization is caused in capillaries and the like. In order to obtain liposomes having an average particle diameter of about 150 nm to 220 nm, which is the optimum average particle diameter in the present invention, the discharge flow rate of the discharge flow from the slit 42 is 9.0 L / sec or more, and the discharge flow rate is 9.4 m / second. It must be at least sec. Here, the discharge flow rate is more preferably 12 m / sec or more. On the other hand, the discharge flow rate is more preferably 9.9 L / sec or more, and further preferably 14.8 L / sec or more. However, if the discharge flow rate or the discharge flow rate of the discharge flow is extremely large, the heat generation in the sealed container 2 is abruptly generated and the bioactive substance may be thermally denatured. It is desirable to do it in a range. For this purpose, the discharge flow rate of the discharge flow is preferably 30 m / sec or less, more preferably 20 m / sec or less. The discharge flow rate of the discharge flow is preferably 1000 L / sec or less, more preferably 500 L / sec or less, still more preferably 200 L / sec or less, and particularly preferably 100 L / sec or less.
[0058]
From the obtained liposome containing the physiologically active substance, the physiologically active substance that has not been encapsulated is separated and removed according to a conventional method, and collected by filtration, ultracentrifugation or the like. An antiaggregation agent may be added to the prepared liposome. In this case, the aggregation inhibitor is used in combination with a long-chain aliphatic alcohol, sterol, polyoxyproline alkyl, or a hydrophobic compound such as glycerin fatty acid ester or phospholipid. The lipid derivative of the aggregation inhibitor is not particularly limited as long as it does not impair the structural stability of the liposome, and examples thereof include polyethylene glycol and dextran. Of these, polyethylene glycol (PEG) and polyethylene glycol lipid derivatives are preferred.
[0059]
The liposome of the present invention can be systemically or locally administered to a patient parenterally. Examples of the host to be administered include mammals, preferably humans, monkeys, mice, livestock and the like. As a parenteral administration route, for example, intravenous injection (intravenous injection) such as infusion, intramuscular injection, intraperitoneal injection, and subcutaneous injection can be selected, and an appropriate administration method is selected depending on the age and symptoms of the patient. be able to. Liposomes are administered to patients already suffering from the disease in an amount sufficient to cure or at least partially block the symptoms of the disease. For example, the effective dose of the physiologically active substance encapsulated in the liposome is selected in the range of 0.01 mg to 2000 mg per kg body weight per day. The effective dose of the physiologically active substance is more preferably 0.01 mg to 100 mg. However, the liposome of the present invention is not limited to these doses. The administration time may be administered after the disease has occurred, or may be administered prophylactically to relieve symptoms at the time of onset when the onset of the disease is predicted. The administration period can be appropriately selected depending on the age and symptoms of the patient.
[0060]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples using hemoglobin as a physiologically active substance, but the present invention is not limited to these examples.
Comparative Example 1
Hydrogenated soybean lecithin (HSPC) (manufactured by NOF Corporation), cholesterol (Chol) (manufactured by NOF Corporation) and stearic acid (SA) (manufactured by NOF Corporation), HSPC / Chol / SA = 1/1/1 ( mol) was dissolved in 200 mL of t-BuOH (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and then lyophilized to remove t-BuOH. To this lipid mixture, 60 g of purified water was added and heated at 80 ° C. for 30 minutes to be fully hydrated. A high-speed stirrer (stirring capacity 500 mL, cutter-type stirring blade diameter 33 mm, Waring) was obtained by adding 400 mL of a hemoglobin (45 wt%) solution (disclosed in JP-A No. 2002-161047) to this lipid hydrate and inverting and mixing. The product was supplied to a sealable container equipped with a Waring blender manufactured by Kogyo Co., Ltd., and the container was sealed. From this state, while the cooling jacket provided outside the container is cooled with a −10 ° C. refrigerant, the container is pressurized with air from a pressure tube provided in the container in a temperature range of 5 ° C. to 10 ° C. While applying a pressure of 0.3 atm, the rotation speed of the stirring blade was changed (10000 rpm (circumferential speed 17.2 m / sec), 12000 rpm (circumferential speed 20.7 m / sec), 15000 rpm (circumferential speed 25.9 m). / Sec) for 3 min, 30 times) and emulsified by stirring using a conventional high-speed stirring method. After emulsification, 30 g of a hemoglobin-lipid mixture treated under each emulsification condition was collected, 30 mL of physiological saline was added, and centrifugal washing was performed 3 times at 40,000 G, 60 min to remove hemoglobin that was not encapsulated. Thereafter, it is dispersed in 20 mL of physiological saline, and polyethyleneglycol (PEG) -linked phospholipid (manufactured by NOF Corporation) is added to an amount of 0.1 wt% as an aggregation inhibitor to obtain hemoglobin-containing liposomes surface-modified with PEG. It was. The same operation was repeated 3 times.
[0061]
The particle size of each of the hemoglobin-containing liposomes surface-modified with PEG thus prepared was measured with a light scattering diffractometer (LS230, manufactured by COULTER), and the standard for the particle size of the liposomes obtained by three operations. Deviation (SD) was determined.
[0062]
Comparative Example 2
Hydrogenated soybean lecithin (HSPC), mixing ratio consisting of cholesterol (Chol) and stearic acid (SA), 180 g of a mixture of HSPC / Chol / SA = 1/1/1 (mol) was dissolved in 600 mL of t-BuOH and then frozen. It was prepared by drying and removing t-BuOH. To this lipid mixture, 180 g of purified water was added and heated at 80 ° C. for 30 minutes to be fully hydrated. A hermetic container equipped with a high-speed stirrer (stirring capacity 1500 mL, cutter-type stirring blade diameter 90 mm, manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd., Ajihomomixer) obtained by adding 1200 mL of hemoglobin (45 wt%) solution to the lipid hydrate and mixing by inverting And the vessel was sealed. From this state, while the cooling jacket provided outside the container is cooled with a −10 ° C. refrigerant, the container is pressurized with air from a pressure tube provided in the container in a temperature range of 5 ° C. to 10 ° C. While the pressure of 0.3 atm was applied, the rotation speed of the stirring blade was changed (3600 rpm (circumferential speed 17.0 m / sec), 4400 rpm (circumferential speed 20.9 m / sec), 5400 rpm (circumferential speed 25.4 m) / Sec) for 3 min, 30 times) and emulsified with stirring. After emulsification, 30 g of the hemoglobin-lipid mixture treated under each emulsification condition was collected, 30 mL of physiological saline was added, and centrifugal washing was performed 3 times at 40,000 G, 60 min to remove hemoglobin that was not encapsulated. Thereafter, the resultant was dispersed in 20 mL of physiological saline, to which polyethylene glycol (PEG) -bound phospholipid was added to a concentration of 0.1 wt% as an anti-aggregation agent, and hemoglobin-containing liposomes surface-modified with PEG were obtained. The same operation was repeated 3 times.
The particle size of each of the hemoglobin-containing liposomes surface-modified with PEG thus prepared was measured with a light scattering diffractometer (LS230, manufactured by COULTER), and the standard for the particle size of the liposomes obtained by three operations. Deviation (SD) was determined.
[0063]
The particle diameters of the hemoglobin-containing liposomes obtained in Comparative Examples 1 and 2 are shown in FIG. 3 with the peripheral speed of the cutter-type stirring blade as the treatment condition as a parameter.
From the results of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 (FIG. 3), when a high-speed stirrer having a similar cutter-type stirring blade is used, the hemoglobin-containing liposome particles are used when the stirring blade peripheral speed is used as an emulsification parameter. The effect on the diameter is different, and it is clear that it is difficult to predict the effect of emulsification conditions and the design of the stirrer on the emulsification when the scale is further scaled up. .
[0064]
Example 1
Hydrogenated soybean lecithin (HSPC), mixing ratio consisting of cholesterol (Chol) and stearic acid (SA), 180 g of a mixture of HSPC / Chol / SA = 1/1/1 (mol) was dissolved in 600 mL of t-BuOH and then frozen. It was prepared by drying and removing t-BuOH. To this lipid mixture, 180 g of purified water was added and heated at 80 ° C. for 30 minutes to be fully hydrated. This lipid hydrate was added with 1200 mL of hemoglobin (45 wt%) solution and mixed by inversion. The apparatus 1 shown in FIG. 1 (stirring capacity 1500 mL, spiral structure (spiral screw structure) 31 maximum diameter 80 mm, 1 rotation) Supplied from the raw material supply port 6 into the sealed container 2 having a discharge amount of 148 mL, a slit width of 1.5 mm, a slit length of 22 mm, a number of slits of 32, made by M Technique, CLEARMIX CLM-5.5 / 11W) The container 2 was sealed. The pressurized tube 7 is pressurized with air, a pressure of 0.3 atm is applied to the sealed container 2, the heat exchanger 8 provided in the sealed container 2 is cooled with a −10 ° C. refrigerant, and the sealed container 2 While maintaining the liquid temperature in the temperature range of 5 ° C. or more and 60 ° C. or less, the spiral structure 31 and the slit structure 41 are rotated under the following conditions to discharge the raw material from the slit 42 of the slit structure 41. And emulsified. The discharge was carried out 5 times for 3 minutes under each discharge condition.
[Discharge condition 1]
Rotation speed of the spiral structure 31: 4000 rpm
(Discharge rate 9.9L / sec, discharge flow rate 9.4m / sec)
Rotation direction of slit-like structure 41: reverse direction to spiral-like structure 31
Rotation speed of slit-like structure 41: 4000 rpm
[Discharge condition 2]
Rotation speed of spiral structure 31: 5000 rpm
(Discharge rate 12.4L / sec, discharge flow rate 11.7m / sec)
Rotation direction of slit-like structure 41: reverse direction to spiral-like structure 31
Rotation speed of slit-like structure 41: 4000 rpm
[Discharge condition 3]
Rotation speed of spiral structure 31: 6000 rpm
(Discharge rate 14.8L / sec, discharge flow rate 14.1m / sec)
Rotation direction of slit-like structure 41: reverse direction to spiral-like structure 31
Number of revolutions of slit-like structure 41: 6000 rpm
[0065]
After emulsification, 30 g of the hemoglobin-lipid mixture treated under the respective emulsification conditions was collected, 30 mL of physiological saline was added, and centrifugal washing was performed 3 times at 40,000 G, 60 min to remove unencapsulated hemoglobin. Thereafter, the resultant was dispersed in 20 mL of physiological saline, to which polyethylene glycol (PEG) -bound phospholipid was added to a concentration of 0.1 wt% as an anti-aggregation agent, and hemoglobin-containing liposomes surface-modified with PEG were obtained. The same operation was repeated 3 times.
[0066]
The particle size of each of the hemoglobin-containing liposomes surface-modified with PEG thus prepared was measured with a light scattering diffractometer (LS230, manufactured by COULTER), and the standard for the particle size of the liposomes obtained by three operations. Deviation (SD) was determined.
[0067]
Comparative Example 3
Hydrogenated soybean lecithin (HSPC), mixing ratio of cholesterol (Chol) and stearic acid (SA), 60 g of a mixture of HSPC / Chol / SA = 1/1/1 (mol) was dissolved in 200 mL of t-BuOH and then frozen. It was prepared by drying and removing t-BuOH. To this lipid mixture, 60 g of purified water was added and heated at 80 ° C. for 30 minutes to be fully hydrated. The lipid hydrate was added with 400 mL of a hemoglobin (45 wt%) solution and mixed by inversion, and the apparatus 1 shown in FIG. 1 (stirring capacity 500 mL, spiral structure (spiral screw structure) 31 maximum diameter 33 mm, one rotation) Supplied from the raw material supply port 6 into the sealed container 2 having a discharge amount of 12.8 mL, a slit width of 1.15 mm, a slit length of 11 mm, a number of slits of 32, manufactured by M Technique Co., Ltd., CLEARMIX CLM-1.5 / 22W) The container 2 was sealed. The pressurized tube 7 is pressurized with air, a pressure of 0.3 atm is applied to the sealed container 2, the heat exchanger 8 provided in the sealed container 2 is cooled with a −10 ° C. refrigerant, and the sealed container 2 While maintaining the liquid temperature in the temperature range of 5 ° C. or more and 60 ° C. or less, the spiral structure 31 and the slit structure 41 are rotated under the following conditions to discharge the raw material from the slit 42 of the slit structure 41. And emulsified. The discharge was carried out 5 times for 3 minutes under each discharge condition.
[Discharge condition 1]
Rotation speed of the spiral structure 31: 10,000 rpm
(Discharge rate 2.1L / sec, discharge flow rate 5.2m / sec)
Rotation direction of slit-like structure 41: reverse direction to spiral-like structure 31
Number of rotations of slit-like structure 41: 10,000 rpm
[Discharge condition 2]
Rotation speed of spiral structure 31: 12000 rpm
(Discharge rate 2.6L / sec, discharge flow rate 6.3m / sec)
Rotation direction of slit-like structure 41: reverse direction to spiral-like structure 31
Rotation speed of slit-like structure 41: 12000 rpm
[Discharge condition 3]
Number of revolutions of spiral structure 31: 15000 rpm
(Discharge rate 3.2L / sec, discharge flow rate 7.9m / sec)
Rotation direction of slit-like structure 41: reverse direction to spiral-like structure 31
Rotation speed of slit-like structure 41: 15000 rpm
[0068]
After emulsification, 30 g of a hemoglobin-lipid mixture treated under the respective emulsification conditions was collected, 30 mL of physiological saline was added, and centrifugal washing was performed 3 times at 40,000 G, 60 min to remove unencapsulated hemoglobin. Thereafter, the resultant was dispersed in 20 mL of physiological saline, to which polyethylene glycol (PEG) -bound phospholipid was added to a concentration of 0.1 wt% as an anti-aggregation agent, and hemoglobin-containing liposomes surface-modified with PEG were obtained. The same operation was repeated 3 times.
The particle size of each of the hemoglobin-containing liposomes surface-modified with PEG thus prepared was measured with a light scattering diffraction measurement device (LS230, manufactured by COULTER), and the standard for the particle size of the liposomes obtained by three operations. Deviation (SD) was determined.
[0069]
Comparative Example 4
Hydrogenated soybean lecithin (HSPC), a mixture ratio of cholesterol (Chol) and stearic acid (SA), 60 g of a mixture of HSPC / Chol / SA = 1/1/1 (mol) dissolved in t-BuOH, 200 mL, It was prepared by lyophilization and removal of t-BuOH. To this lipid mixture, 60 g of purified water was added and heated at 80 ° C. for 30 minutes to be fully hydrated. A solution obtained by adding 400 mL of a hemoglobin (45 wt%) solution to this lipid hydrate and tumbling and mixing was used to prepare a device 1 (stirring capacity 500 mL, spiral structure (spiral screw structure) 31 having a maximum diameter of 33 mm, 1 From the raw material supply port 6 into the hermetic container 2 having a rotary discharge amount of 12.8 mL, a slit width of 1.15 mm, a slit length of 11 mm, a number of slits of 32, manufactured by M Technique, CLEARMIX CLM-1.5 / 22W) The container 2 was sealed. The pressurized tube 7 is pressurized with air, a pressure of 0.3 atm is applied to the sealed container 2, the heat exchanger 8 provided in the sealed container 2 is cooled with a −10 ° C. refrigerant, and the sealed container 2 While maintaining the liquid temperature in the temperature range of 5 ° C. or more and 60 ° C. or less, the spiral structure 31 and the slit structure 41 are rotated under the following conditions to discharge the raw material from the slit 42 of the slit structure 41. And emulsified. In addition, discharge was implemented 3 minutes and 5 times on the following conditions. Number of rotations of the spiral structure 31: 20000 rpm
(Discharge rate 3.4L / sec, discharge flow rate 9.2m / sec)
Slit structure 41: fixed (not rotated)
[0070]
After emulsification, 30 g of a hemoglobin-lipid mixture was collected, 30 mL of physiological saline was added, and hemoglobin that was not encapsulated 3 times at 40,000 G, 60 min was centrifuged and washed. Thereafter, the resultant was dispersed in 20 mL of physiological saline, to which polyethylene glycol (PEG) -bound phospholipid was added to a concentration of 0.1 wt% as an anti-aggregation agent, and hemoglobin-containing liposomes surface-modified with PEG were obtained. The same operation was repeated 3 times.
The particle size of each of the hemoglobin-containing liposomes surface-modified with PEG thus prepared was measured with a light scattering diffraction measurement device (LS230, manufactured by COULTER), and the standard for the particle size of the liposomes obtained by three operations. Deviation (SD) was determined.
[0071]
The particle diameters of the hemoglobin-containing liposomes obtained in Example 1 and Comparative Examples 3 and 4 are shown in FIG. 4 with the discharge amount as each processing condition as a parameter. Furthermore, the particle diameters of the hemoglobin-containing liposomes obtained in Example 1 and Comparative Examples 3 and 4 are shown in FIG.
Comparing the results of Example 1 and Comparative Examples 3 and 4 (FIGS. 4 and 5), Comparative Example 3 implemented under a discharge condition lower than the discharge flow rate and discharge flow rate of the present invention was carried out without rotating the slit-like structure 41. In Comparative Example 4, the resulting liposome had a large variation in particle size, and the average particle size was 270 nm or more. In particular, in Comparative Example 4 carried out without rotating the slit-like structure, the average particle diameter of the obtained liposomes was higher than that in Example 1 although the discharge flow rate of the discharge flow was not so different from that in Example 1. It was remarkably large and about 370 nm. This is presumably because, in Example 1, both the spiral structure 31 and the slit-like structure 41 opposed to each other rotate to increase the velocity vector of the discharge flow, and the refinement of the liposome-type hemoglobin has progressed.
In Comparative Example 4, it was confirmed that the hemoglobin contained in the obtained liposome was partially denatured. This is considered to be caused by heat denaturation of hemoglobin due to heat generated by rotating the helical structure 31 at a rotational speed of 20000 rpm or more.
[0072]
4 and 5, the discharge rate of the high-concentration hemoglobin and liposome-forming lipid mixture discharged from the slit-like structure 41 is about 9 L / sec or more, and the discharge flow rate is 9.4 m / sec or more. It is clear that the particle size of hemoglobin-containing liposomes is small depending on the flow rate, and it is clear that the above conditions are necessary for scale-up production of liposomes having an average particle size of 150 to 220 nm. became. Therefore, in the liposome production method of the present invention, it was shown that the production of liposomes can be scaled up by paying attention to the discharge flow rate and the discharge flow rate as the liposome production parameters.
[0073]
【The invention's effect】
As described above in detail, the present invention provides a method for producing a liposome containing a physiologically active substance suitable for scale-up required for industrially mass-producing liposomes containing a physiologically active substance such as hemoglobin. To do. By adopting the method of the present invention, it becomes possible to design a production facility by predicting an optimal structure at the time of scale-up for mass production of liposomes containing a physiologically active substance on an industrial scale. According to the method of the present invention, heat generated by liposome formation can be efficiently absorbed without being localized. This makes it possible to produce liposomes incorporating a physiologically active substance that is unstable to heat, and can be applied in various fields in the future.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an apparatus used in a method of the present invention.
FIGS. 2A to 2C are partial enlarged views of an example of the structure 31 of FIG. 1, FIG. 2A is a side view of the structure 31, and FIG. It is the figure seen, (c) is the figure which looked at the structure 31 from upper direction.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the stirring capacity and the peripheral speed of stirring blades and the particle size of hemoglobin-containing liposomes in Comparative Examples 1 and 2.
4 is a graph showing the relationship between the discharge amount and the particle size of hemoglobin-containing liposomes in Example 1 and Comparative Examples 3 and 4. FIG.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the discharge flow rate and the particle size of hemoglobin liposomes in Example 1 and Comparative Examples 3 and 4;
[Explanation of symbols]
1: Device
2: Airtight container (container)
3: Structure
31: Spiral structure or screw structure
32: End
4: Structure
41: slit-like structure
42: slit
43: End
5: Shaft seal structure
6: Raw material supply port
7: Pressurized tube
8: Heat exchanger
9: Sampling tube

Claims (10)

密閉容器内に備えられた、下記(A)構造および(B)スリット状構造を有する吐出部の該(B)スリット状構造から、生理活性物質とリポソーム形成脂質とを、9.0L/sec以上の吐出流量、かつ9.4m/sec以上の吐出流速で吐出させることを特徴とする生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。
(A)螺旋状構造およびスクリュー状構造からなる群から選ばれる少なくとも一つの軸を中心に回転する構造、
(B)軸を中心に回転するスリット状構造。
ここで、前記(B)スリット状構造は、前記(A)構造と向かい合って配置されており、前記(B)スリット状構造は、前記(A)構造の回転方向に対して、正方向または逆方向に回転する。
From the (B) slit-like structure of the discharge part having the following (A) structure and (B) slit-like structure provided in the sealed container, 9.0 L / sec or more of the physiologically active substance and the liposome-forming lipid are added. A liposome containing a physiologically active substance, wherein the liposome is discharged at a discharge flow rate of 9.4 m / sec or more.
(A) a structure that rotates about at least one axis selected from the group consisting of a helical structure and a screw-like structure;
(B) A slit-like structure that rotates about an axis.
Here, the (B) slit-like structure is disposed to face the (A) structure, and the (B) slit-like structure is forward or reverse with respect to the rotation direction of the (A) structure. Rotate in the direction.
前記(A)構造の回転速度は、500rpm以上20,000rpm未満であり、
前記(B)スリット状構造の回転速度は、500rpm以上20,000rpm未満であることを特徴とする請求項1に記載の生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。
The rotational speed of the structure (A) is 500 rpm or more and less than 20,000 rpm,
The method for producing a liposome containing a physiologically active substance according to claim 1, wherein the rotational speed of the (B) slit-like structure is 500 rpm or more and less than 20,000 rpm.
前記スリット状構造におけるスリットの幅は、0.5mm〜5mmであることを特徴とする請求項1または2に記載の生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。The method for producing a liposome containing a physiologically active substance according to claim 1 or 2, wherein a width of the slit in the slit-like structure is 0.5 mm to 5 mm. 前記(A)構造及び前記(B)スリット状構造は、その回転軸の軸封機構が、メカニカルシールであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。4. The physiologically active substance according to claim 1, wherein the (A) structure and the (B) slit-like structure have a mechanical seal as a shaft sealing mechanism of a rotating shaft. 5. A method for producing liposomes. 前記密閉容器は、さらに熱交換器を内蔵しており、前記熱交換器を用いて該密閉容器内を冷却することにより、前記生理活性物質とリポソーム形成脂質とを吐出させる際の該密閉容器内の温度を5℃〜60℃に保持することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。The sealed container further incorporates a heat exchanger, and the inside of the sealed container when the physiologically active substance and the liposome-forming lipid are discharged by cooling the sealed container using the heat exchanger. The method for producing a liposome containing a physiologically active substance according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature of 5 to 60 ° C is maintained. 前記吐出部のスリット状構造から前記生理活性物質とリポソーム形成脂質とを吐出させる際に、前記密閉容器内を0.1気圧以上2気圧以下で加圧することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。6. The inside of the sealed container is pressurized at 0.1 atm or more and 2 atm or less when the physiologically active substance and liposome-forming lipid are ejected from the slit-like structure of the ejection part. A method for producing a liposome containing the physiologically active substance according to any one of the above. 前記生理活性物質は、ヘモグロビンであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。The method for producing a liposome containing a physiologically active substance according to any one of claims 1 to 6, wherein the physiologically active substance is hemoglobin. 前記生理活性物質は、濃度30wt%〜60wt%の溶液として前記密閉容器に供給されることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の生理活性物質を含有するリポソームを製造する方法。The method for producing a liposome containing a physiologically active substance according to any one of claims 1 to 7, wherein the physiologically active substance is supplied to the sealed container as a solution having a concentration of 30 wt% to 60 wt%. 請求項1ないし8のいずれかに記載の方法により得られる生理活性物質を含有するリポソーム。Liposomes containing a physiologically active substance obtained by the method according to any one of claims 1 to 8. 平均粒径が150nm〜220nmであることを特徴とする請求項9に記載の生理活性物質を含有するリポソーム。The average particle diameter is 150 nm-220 nm, The liposome containing the physiologically active substance according to claim 9.
JP2003167901A 2003-06-12 2003-06-12 Method for producing liposome containing physiologically active substance and liposome containing physiologically active substance obtained by the method Pending JP2005002055A (en)

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