JP2006524670A - 分子複合体の調製のための方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、１以上のホスト分子中に包接された、水性媒体に難溶性の１以上の活性物質を含んでなる可溶性分子複合体を調製するための方法であって、以下の工程：（ａ）１以上の活性物質と１以上のホスト分子とを接触させること、（ｂ）１以上の拡散剤の存在下、静的モードにて加圧下高密度流体を工程（ａ）で得られた混合物と接触させることにより分子拡散工程を行うこと、および（ｃ）このようにして形成された分子複合体を回収すること、を含んでなることを特徴とする方法に関する。

Description

発明の詳細な説明
本発明は、加圧下、特に二酸化炭素加圧下で高密度流体を用いる技術による、可溶性分子複合体の調製のための方法に関する。
付加価値の高い新規医薬分子は、全体の４０％が水に不溶性または難溶性であり、このことがそれらのバイオアベイラビリティを妨げている。粉末剤の比表面積を増大させることにより、それらの溶解速度を増大させることが可能となる。
従って、溶解速度が改善されるならば、活性成分のバイオアベイラビリティは著しく増大するであろう。
医薬、化粧品、栄養補助食品の分野において、加圧下での媒体中におけるコーティング担体中の活性物質の分子複合体の形成に関して多くの特許出願、特許および刊行物が存在する。それにもかかわらず、記載されている方法の大部分は担体上の活性物質のバイオアベイラビリティを改善する目的に関するものではなく、その吸収を増大させる目的に関するものである。
Bertuccoら(Drugs encapsulation using a compressed gas antisolvent technique - Proceedings of the 4th Italian Conference on Supercritical Fluids and their Applications 1997, 327-334 - Ed. E. Reverchon)は、支持体の役割を果たす生体高分子溶液中に活性物質を懸濁させる方法を記載している。この懸濁液をオートクレーブ中に置き、次いで溶媒を除去する(desolvate)ために超臨界二酸化炭素に曝し（超臨界流体を用いる溶媒の抽出）、活性物質上で過飽和させて支持体を複合体形成させる。この方法は、活性物質が懸濁状態にあるため、超臨界流体により沈澱しないバッチ法である。従って活性物質の粒子の構造は変わらず、水性媒体中における溶解度の改善にはつながらない。
類似の方法が、Benoit らの特許出願ＷＯ９８／１３１３６に記載されている。
支持体を沈澱させるための別の技術では、該支持体を超臨界流体中に溶解させ、次いでこの支持体を活性物質上に沈澱させる。これを行うためには、活性物質とその支持体をあらかじめオートクレーブ中に置いて攪拌し、次いで超臨界二酸化炭素を注入して支持体のみを溶解させ（これは、この支持体が超臨界流体に可溶であるが活性物質は溶解しないことを意味する）、オートクレーブ内部の圧力および温度を調節することによりこの支持体を沈澱させる。この場合、活性物質の最初の構造は変化せず、沈澱した複合体中に得られた活性物質／支持体の比率をコントロールすることは困難である。このバッチ法はBenoitらによる特許出願ＥＰ７０６８２１に詳細が記載されている。
ShineおよびGelbによる特許出願ＷＯ９８／１５３４８に記載されたマイクロカプセル化法は：
１．カプセル化のために活性物質をポリマーと混合させること、
２．超臨界流体の流れを通過させることによりこのポリマーを液化させること、
３．ポリマーが活性物質の周囲に凝固するように、急速に減圧すること
からなる。
この方法は、活性物質およびポリマーが超臨界流体に不溶性である場合のみに適用できる。このため、活性物質はその最初の構造を保持し、そのバイオアベイラビリティの改善にはつながらない。
PerrutおよびMajewskiによる特許出願ＦＲ２７９８８６３においては、あらかじめ超臨界流体を用いて抽出した活性物質（カバカバ、ターメリック、黒コショウとスイートパプリカの混合物）を、多孔質支持体を含むオートクレーブ中で沈澱させる。研究されたこの多孔質媒体はマルトデキストリンである。著者らは、活性物質を多孔質媒体上に吸着させるための方法、およびホスト分子中における活性物質の拡散という現象ではなく、それにより得られた分子複合体の溶解度を改善できる方法を特許請求する。
医薬活性物質を飽和させるための方法は、Carliらにより特許出願ＷＯ９９／２５３２２において特許請求されている。それは、以下のようである；
１．超臨界流体を用いる活性成分の可溶化、
２．活性成分を含む超臨界流体を架橋ポリマーと接触させること、
３．静的または動的モードにおける架橋ポリマーの飽和、
４．超臨界流体の除去。
最初の工程で超臨界流体を用いて活性成分を抽出するため、超臨界流体に可溶性の活性物質のみがこの方法により調製可能である。さらに、この方法は包接のための方法ではなく、支持体上で飽和させるための方法であって、このようにして調製された活性成分の水性媒体中における溶解度の改善に関する結果は示されていない。
Van Heesら(Application of supercritical carbon dioxide for the preparation of a Piroxicam‐β‐cyclodextrin inclusion compound, Pharmaceutical Research, Vol. 16, No. 12, 1999)は、彼らの刊行物において、超臨界二酸化炭素を用いるβ−シクロデキストリン中へのピロキシカムの包接のための方法について記載している。ピロキシカムは水に難溶性であるが、β−シクロデキストリン中に封入することにより、水に対する溶解度を高めることができるはずである。この方法は、ピロキシカムおよびβ−シクロデキストリン混合物を反応装置中に置き、静的モードにしておくことから成る。減圧後、得られた混合物を砕いて粉末にし、ホモジナイズして、以下の方法により特徴付けられる：
・ＤＳＣ（示差走査熱量測定）、
・アセトニトリル中における溶解度の測定およびピロキシカム単独での溶解度との比較、ならびに
・分光学的方法。
ＤＳＣ分析によりピロキシカムとβ−シクロデキストリンの複合体が形成されたかどうかに関して判断を下すことが可能になる。
Kamihira M.ら(J. of Fermentation and Bioengineering, Vol. 69, No. 6, 350-353, 1990)は、揮発性芳香族化合物を抽出するための方法、およびシクロデキストリン中への包接による捕捉のための方法について記載している。ゲラニオールおよびカラシ油はこのようにして超臨界流体を用いて抽出し、次いでシクロデキストリン水和物を含有する第二の反応装置中で、動的モードにおいて蒸発させる。シクロデキストリン中への芳香族化合物の包接のレベルを測定することにより、さまざまなパラメーターの影響が研究されている。この包接工程は、動的および非静的モードにて行われる。さらに、著者らにより特許請求された本出願は、包接により揮発性分子を結合させることを含むため、全く異なるものである。最後に、この方法では超臨界流体を用いるのではなく、加圧した気体を用いる。
最後に、ＰＩＥＲＲＥ ＦＡＢＲＥ ＭＥＤＩＣＡＭＥＮＴ社の名で出願された国際出願ＷＯ０３／０３０８６７は、アニリド誘導体と多孔質支持体の相互作用のための化合物を調製するための方法に関するものであり、必ず以下の工程を含んでなる：
ａ）超臨界流体を用いて生成されたアニリド誘導体と所定の量の多孔質支持体とを混合させること、
ｂ）超臨界流体と工程ａ）で得られた混合物を静的モードで接触させることにより分子拡散工程を行うこと、
ｃ）工程ｂ）で得られた相互作用のための化合物を、超臨界流体の流れを用いて洗浄すること、および
ｄ）このようにして形成された相互作用のための化合物の粒子を回収すること。
注目すべきは、残留溶媒(solvents)を除去することができ、活性成分の溶解度を高めることに関与することから、超臨界媒体中で行われる洗浄のための工程ｃ）が非常に重要であることである。
しかし、これらの総ての方法は工業規模で包接複合体を調製するために用いるのは困難であるものと思われる。
驚くべきことに本願の発明者らは、静的モードで加圧下の高密度流体を用いる分子拡散の工程を含んでなり、超臨界流体のおかげでその後の洗浄工程がない方法によれば、媒体に加えられた拡散剤の量に応じて包接のレベルが大幅に改善されることを見出した。
従って本発明は、１以上のホスト分子中に包接された、水性媒体に難溶性の１以上の活性物質を含んでなる可溶性分子複合体を調製するための方法であって、以下の工程：
（ａ）１以上の活性物質を１以上のホスト分子と接触させること、
（ｂ）１以上の拡散剤の存在下、静的モードで、加圧下の高密度流体を、工程（ａ）で得られた混合物と接触させることにより分子拡散工程を行うこと、
（ｃ）このようにして形成された分子複合体を回収すること
からなることを特徴とする方法に関する。
本発明において「加圧下の高密度(dense)流体」とは、それらの臨界値よりも高い温度または圧力で使用される任意の流体を意味するとする。当業者により通常用いられるのは、有利には、純粋な二酸化炭素または有機溶媒と混合した二酸化炭素である。
本発明において「水性媒体(medium)に難溶性の活性物質」とは、水性媒体中に難溶性であるかまたは不溶性の任意の活性物質、特に溶解度が少なくとも２０μｇ／ｍｌに満たない任意の活性物質を意味するものとする。特に、それは医薬活性物質(pharmaceutical active agent)（一例として記載すると、鎮痛薬、解熱薬、アスピリンおよびその誘導体、抗生物質、抗炎症薬、抗潰瘍薬、抗高血圧薬、神経遮断薬、抗うつ薬、治療活性を有するオリゴヌクレオチド、治療活性を有するペプチド、ならびに治療活性を有するタンパク質）、化粧品活性物質(cosmetic active agent)または栄養補助食品活性物質(nutraceutical active agent)であってよい。有利には、アニリド誘導体、エピポドフィロトキシン誘導体、ミノキシジル、ピロキシカム、吉草酸、オクタン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、チアプロフェン酸、オメプラゾールおよびエフルシミベ(eflucimibe)からなる群から選択される活性物質である。
本発明において「ホスト分子」とは、活性物質を捕捉することができる任意の物質を意味するものとする。有利には、このホスト分子は多糖類および単糖類、特にシクロデキストリンおよびその混合物からなる群から選択される。有利には、β−シクロデキストリン、メチル−β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンまたはヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリンである。
本発明において「拡散剤」とは、活性物質とホスト分子との相互作用を促進させる任意の溶媒を意味するものとする。有利には、この拡散剤はアルコール、ケトン、エーテル、エステルおよび界面活性剤を含むか含まない水、ならびにこれらの混合物からなる群から選択される。さらに有利には、水である。
本発明において「静的モード(static mode)」とは、総ての試薬を同時に接触させて、そこで反応を進行させる反応または方法を意味するものとする。例えば、本発明の工程（ｂ）においては、活性物質、水および超臨界二酸化炭素をオートクレーブ中に置き、数時間放置して反応させる。その生成物の質量は反応の間変化しない。逆に、動的モード(dynamic mode)においては、反応または生成を進行させながら試薬を加える。多くの場合、動的モードにおいては、流体は循環しているか撹拌されている。この生成の間に生成物の質量は変化する。
この固体または液体の形態の活性物質とホスト分子を容器に入れ、そこに加圧下の高密度流体および拡散剤を、慎重に選択された割合で注入する。圧力および温度条件ならびに処理時間は、任意の適切な方法により、活性物質およびホスト分子の性質に応じて決定される。
有利には、本発明の方法の分子拡散工程（ｂ）は撹拌しながら行われる。
拡散剤は１〜５０質量％、好ましくは２０〜２５質量％の量を、連続してまたはバッチ式で加えればよい。
分子拡散工程（ｂ）に必要な時間は、任意の適切な方法により決定される。この工程（ｂ）は、十分な溶解速度を得るために、所望により何回も繰り返してよい。有利には、工程（ｂ）は約２〜１６時間の間持続する。
工程（ｂ）の圧力および温度条件は、分子拡散を促進するように選択される。有利には、超臨界流体の圧力は５ＭＰａ〜４０ＭＰａの間であり、温度は０〜１２０℃の間である。
有利には、本発明の方法の工程（ｂ）は密閉式反応装置、特にオートクレーブ中で行われる。
この方法は、バッチ式または連続して行われてもよい。有利には、本発明の方法はバッチ式で行われる。
本発明はまた、本発明の方法により得ることができることを特徴とする、１以上のホスト分子中に包接された、水性媒体に難溶性の１以上の活性物質を含んでなる可溶性分子複合体にも関する。
拡散剤の存在下、加圧下の高密度流体中で分子拡散工程を行うことにより、活性物質の粒子とホスト分子との強い相互作用が起こり、それが水性媒体中での溶解度を高め、本発明の方法により溶解度を約１００倍高めることが可能となる。
以下、限定されるものではないが、参考のために本方法を実施するための実施例を示す。
実施例１：ミノキシジル（活性物質）およびγ−シクロデキストリン（ホスト分子）
１．１．封入のレベルを評価するための方法
ホスト分子中の活性物質の封入レベルは、示差走査熱量測定法により評価される。Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ ＤＳＣ ７装置を用いて、窒素気流下で試験生成物に温度勾配をかける。
複合体の収率は、遊離状態のままの活性成分と比較して熱ピークの減少（または消失）を測定することにより評価される。
１．２．拡散剤を加えない場合
１モルのミノキシジルおよび２モルのγ−シクロデキストリンを反応装置に注入する。次いで、圧力１５ＭＰａおよび温度８０℃にて二酸化炭素を反応装置へ注入する。全体をこの操作条件下で２時間の間維持する。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、０％に相当することが見出される。ホスト分子中に活性物質の包接は観察できない。
１．３．拡散剤を加える場合
１モルのミノキシジルおよび２モルのγ−シクロデキストリンを、１２．１質量％の拡散剤（水）とともに反応装置に注入する。次いで、圧力１５ＭＰａおよび温度８０℃にて二酸化炭素を反応装置へ注入する。全体をこの操作条件下で２時間の間維持する。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、４５％に相当することが見出される。
加える拡散剤の量を２３．１％に増やす以外は上記と同じ操作条件下で第２の試験を行った。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、６２％に相当することが見出される。
実施例２：ミノキシジル（活性物質）およびメチル‐β‐シクロデキストリン（ホスト分子）
２．１．拡散剤を加えない場合
１モルのミノキシジルおよび２モルのメチル‐β‐シクロデキストリンを 反応装置に注入する。次いで、圧力１５ＭＰａおよび温度８０℃にて二酸化炭素を反応装置へ注入する。全体をこの操作条件下で２時間の間維持する。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、１７％に相当することが見出される。
２．２．拡散剤を加える場合
１モルのミノキシジルおよび２モルのメチル‐β‐シクロデキストリンを、８．４質量％の拡散剤（水）とともに反応装置に注入する。次いで、圧力１５ＭＰａおよび温度８０℃にて二酸化炭素を反応装置へ注入する。全体をこの操作条件下で２時間の間維持する。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、６０％に相当することが見出される。
実施例３：ピロキシカム（活性物質）およびβ‐シクロデキストリン（ホスト分子）
３．１．拡散剤を加えない場合
１モルのピロキシカムおよび２モルのβ‐シクロデキストリンを反応装置に注入する。次いで、圧力１５ＭＰａおよび温度１５０℃にて二酸化炭素を反応装置へ注入する。全体をこの操作条件下で２時間の間維持する。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、０％に相当することが見出される。ホスト分子中に活性物質の包接は観察できない。
３．２．拡散剤を加える場合
１モルのピロキシカムおよび２モルのβ‐シクロデキストリンを１１．８質量％の拡散剤（水）とともに反応装置に注入する。次いで、圧力１５ＭＰａおよび温度１５０℃にて二酸化炭素を反応装置へ注入する。全体をこの操作条件下で２時間の間維持する。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、５０％に相当することが見出される。
加える拡散剤の量を１９．８％に増やす以外は上記と同じ操作条件下で第２の試験を行った。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、９２％に相当することが見出される。
実施例４：ピロキシカム（活性物質）およびγ‐シクロデキストリン（ホスト分子）
４．１．拡散剤を加えない場合
１モルのピロキシカムおよび２モルのγ‐シクロデキストリンを反応装置に注入する。次いで、圧力１５ＭＰａおよび温度１５０℃にて二酸化炭素を反応装置へ注入する。全体をこの操作条件下で２時間の間維持する。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、０％に相当することが見出される。ホスト分子中に活性物質の包接は観察できない。
４．２．拡散剤を加える場合
１モルのピロキシカムおよび２モルのγ‐シクロデキストリンを２２質量％の拡散剤（水）とともに反応装置に注入する。次いで、圧力１５ＭＰａおよび温度１５０℃にて二酸化炭素を反応装置へ注入する。全体をこの操作条件下で２時間の間維持する。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、２８％に相当することが見出される。
実施例５：チアプロフェン酸（活性物質）およびγ‐シクロデキストリン（ホスト分子）
５．１．拡散剤を加えない場合
１モルのチアプロフェン酸および２モルのγ‐シクロデキストリンを反応装置に注入する。次いで、圧力１５ＭＰａおよび温度５０℃にて二酸化炭素を反応装置へ注入する。全体をこの操作条件下で２時間の間維持する。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、１９％に相当することが見出される。
５．２．拡散剤を加える場合
１モルのチアプロフェン酸および２モルのγ‐シクロデキストリンを２０．５質量％の拡散剤（水）とともに反応装置に注入する。次いで、圧力１５ＭＰａおよび温度５０℃にて二酸化炭素を反応装置へ注入する。全体をこの操作条件下で２時間の間維持する。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、１００％に相当することが見出される。この場合、ホスト分子中への活性物質の包接は完全であると考えられる。
実施例６：オメプラゾール（活性物質）およびγ‐シクロデキストリン（ホスト分子）
６．１．拡散剤を加えない場合
１モルのオメプラゾールおよび２モルのγ‐シクロデキストリンを反応装置に注入する。次いで、圧力１５ＭＰａおよび温度１００℃にて二酸化炭素を反応装置へ注入する。全体をこの操作条件下で２時間の間維持する。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、２％に相当することが見出される。拡散剤を加えない場合、ホスト分子中への活性物質の包接率は非常に低いと考えられる。
６．２．拡散剤を加える場合
１モルのオメプラゾールおよび２モルのγ‐シクロデキストリンを２０．７質量％の拡散剤とともに反応装置に注入する。次いで、圧力１５ＭＰａおよび温度１００℃にて二酸化炭素を反応装置へ注入する。全体をこの操作条件下で２時間の間維持する。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、６６％に相当することが見出される。
実施例７：エフルシミベ（活性物質）およびγ‐シクロデキストリン（ホスト分子）
７．１．拡散剤を加えない場合
１モルのエフルシミベおよび２モルのγ‐シクロデキストリンを反応装置に注入する。次いで、圧力３０ＭＰａおよび温度１００℃にて二酸化炭素を反応装置へ注入する。全体をこの操作条件下で１６時間の間維持する。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、０％に相当することが見出される。拡散剤を加えない場合、ホスト分子中への活性物質の包接は全くない。
７．２．拡散剤を加える場合
１モルのエフルシミベおよび２モルのγ‐シクロデキストリンを２５質量％の拡散剤（水）とともに反応装置に注入する。次いで、圧力３０ＭＰａおよび温度１００℃にて二酸化炭素を反応装置へ注入する。全体をこの操作条件下で２時間の間維持する。
媒体を減圧した後に回収された粉末の包接レベルを測定すると、６０％に相当することが見出される。
７．３．溶解試験
実施例７．１および７．２で得られた生成物について溶解試験を行った。
５％ラウリル硫酸ナトリウム溶液中で２時間撹拌した後、実施例７．１で回収された粉末から可溶化されたエフルシミベは、最初の混合物の２２μg／ｍｌに対して２４μｇ／ｍｌであった。
５％ラウリル硫酸ナトリウム溶液中で２時間撹拌した後、実施例７．２で回収された粉末から可溶化されたエフルシミベは、最初の混合物の２２μg／ｍｌに対して１６０μｇ／ｍｌであった。
上記に示した総ての結果は、ホスト分子中への活性物質の包接レベルを向上させ、またその結果として水溶性を高めるために拡散剤を加えることの大きな重要性を示すものである。

Claims (11)

  1. １以上のホスト分子中に包接された、水性媒体に難溶性である１以上の活性物質を含んでなる可溶性分子複合体を調製する方法であって、以下の工程からなることを特徴とする方法：
    （ａ）１以上の活性物質と１以上のホスト分子とを接触させること、
    （ｂ）１以上の拡散剤の存在下、静的モードで、加圧下の高密度流動体と工程（ａ）で得られた混合物とを接触させることにより分子拡散工程を行うこと、
    （ｃ）このようにして形成された分子複合体を回収すること。
  2. 加圧下の高密度流動体が二酸化炭素であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 活性物質が、鎮痛薬、解熱薬、アスピリンおよびその誘導体、抗生物質、抗炎症薬、抗潰瘍薬、抗高血圧薬、神経遮断薬、抗うつ薬、治療活性を有するオリゴヌクレオチド、治療活性を有するペプチド、および治療活性を有するタンパク質を含んでなる群から好ましくは選択される医薬活性物質、化粧品活性物質または栄養補助食品活性物質であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の方法。
  4. 活性物質が、アニリド誘導体、エピポドフィロトキシン誘導体、ミノキシジル、ピロキシカム、吉草酸、オクタン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、チアプロフェン酸、オメプラゾールおよびエフルシミベ（eflucimibe）を含んでなる群から選択されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
  5. ホスト分子が、多糖類および単糖類からなる群から選択され、好ましくは、シクロデキストリンおよびその混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 拡散剤が、アルコール、ケトン、エーテル、エステルおよび界面活性剤を含むまたは含まない水、ならびにこれらの混合物であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 拡散剤が水である、請求項６に記載の方法。
  8. 分子拡散工程（ｂ）が、攪拌しながら行われることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 拡散剤が、連続してまたはバッチ式で、１〜５０質量％、好ましくは、２０〜２５質量％の量で加えられることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 超臨界流体の圧力が５ＭＰａ〜４０ＭＰａの範囲であり、温度が０〜１２０℃の範囲であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法によって得られることを特徴とする、１以上のホスト分子に包接された、水性媒体に難溶性の１以上の活性物質を含んでなる、可溶性分子複合体。
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