JP2009507097A - 高い剪断安定性を有する水性ポリ酢酸ビニルディスパージョン - Google Patents

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Abstract

本発明は、モノマー全体の重量を１００重量％として、０．０５〜５重量％のアクリル酸もしくはメタクリル酸またはこれらの混合物と、０．００１〜１重量％の少なくとも１種のイオン性乳化剤の存在下に酢酸ビニルをラジカル重合させることによって製造される水性ポリマーディスパージョンに関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、剪断安定性が改良されたポリ酢酸ビニルディスパージョン、およびそのようなディスパージョンを調製するための方法に関する。
ポリ酢酸ビニルのディスパージョンおよびその数多くの用途自体は知られている。
（特許文献１）には、水に再分散可能なポリマー粉末が開示されており、これは、分散剤としてポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を用いることによって調製される。このポリマー粉末は、特にビニルエステルを用いることによって、通常のエマルジョン重合で調製される。スプレー乾燥する前に、ＰＶＰがエマルジョンに加えられる。このポリマー粉末は、特にセメント混合物への添加剤として意図されたものである。
（特許文献２）には、再分散可能なポリマー粉末またはポリマー細粒を用いて医薬または農薬製剤をコーティングすることが記載されており、ここでは該粉末または細粒は、１０〜９５重量％のポリ酢酸ビニルと、５〜９０重量％のＮ−ビニルピロリドン含有ポリマーと、適切であればさらなる添加剤とからなる。
独国特許出願第Ｐ１０２００４０１１３４９．１号には、イオン性乳化剤の存在下での再分散可能なポリマー、特に（メタ）アクリレートの調製が記載されている。ポリビニルエステルも非常に一般的に言及されている。
医薬製剤は、多くの場合、（特許文献２）にあるように、それらの製剤を製造するためには水に再分散させなければならないポリマー粉末を用いることによって製造される。この再分散可能な粉末を製造する理由は、水性調製物が、医薬の出発物質が満たさなければならない厳しい要件を満足するように、その水性調製物を微生物学的に適切に安定化させることが、多くの場合、不可能であるからである。つまり、微生物学的な攻撃はあってはならないし、また粒子の粗大化あるいは凝集または沈殿さえも、それらによって信頼できる医薬の製造が危険にさらされるので、あってはならない。水性調製物は、多くの場合、安定なのはほんの数週間のみである。貯蔵寿命を長くするためには、水性調製物は粉末に転換され、この粉末から、次に使用前に水の中に撹拌することによって、水性調製物が製造されなければならない。
したがって、そのようなディスパージョンの剪断安定性は、特に医薬および化粧品用途に対しては、凝集を防ぐためにより厳しい要件を満足しなければならない。
（特許文献３）には、保護コロイドおよびイオン性乳化剤の存在下での酢酸ビニルのフリーラジカル重合によるポリ酢酸ビニルディスパージョンの調製が記載されている。この方法で得られるディスパージョンには、しかしながら、剪断安定性についての改善の余地がまだ残されている。
医薬ディスパージョン中の安定剤がフィルム形成に対して悪影響があるという事実は、ずっと前から知られている。つまり、（非特許文献１）には、界面活性剤や水可溶性の添加剤は、フィルム形成およびフィルム物性に対して極めて不都合な影響があると記載されている。特にラウリル硫酸ナトリウムが言及されている。これは、フィルム形成の際に、ポリマー粒子間の僅かな空間の中に移動するので、フィルム構造、機械物性および透過特性を変えるとされている。ポリエトキシレートのような親水性の化合物もフィルムに対して極めて不都合な影響があると思われる。つまり、例えば、相分離、凝集、活性成分放出速度の増大、機械物性の低下、乳化剤の結晶化、および似たような望ましくない現象が起こる。
米国特許第５，２５２，７０４号明細書 独国特許出願公開第１９７０９５３２号明細書 国際公開第０２／２６８４５号パンフレット "Aqueous Polymeric coatings for Pharmaceutical Dosage Forms", 2nd Edition, Ed. James W. McGinity 1997, Marcel Dekker Inc., New York, pages 56-67
本発明は、最小限の乳化剤含量を有する、剪断安定性が改良された水性ポリ酢酸ビニルディスパージョンを見出すことを目的とする。
本発明者は、この課題が、モノマー全体の重量を１００重量％として、０．０５〜５重量％のアクリル酸もしくはメタクリル酸またはこれらの混合物と、モノマー全体の重量を基準にして０．００１〜１重量％の少なくとも１種のイオン性乳化剤の存在下に酢酸ビニルをフリーラジカル重合させることによって得ることができる水性ポリ酢酸ビニルディスパージョンによって達成されることを見出した。
アクリル酸またはメタクリル酸の量は、好ましくは０．０５〜０．９〜重量％、特に好ましくは０．１〜０．６重量％である。
好ましくはアクリル酸を用いる。
本発明のディスパージョンでは、イオン性乳化剤として、例えば硫酸アルキル（アルキル基：Ｃ８〜Ｃ１６）、アルキルスルホン酸（アルキル基：Ｃ８〜Ｃ１６）、エトキシル化アルカノール（ＥＯ度：４〜１００、アルキル基：Ｃ１２〜Ｃ１６）硫酸半エステル、エトキシル化アルキルフェノール（ＥＯ度：３〜５０、アルキル基：Ｃ４〜Ｃ１２）硫酸半エステル、およびアルキルアリールスルホン酸（アルキル基：Ｃ９〜Ｃ１８）のアルカリ金属塩、アンモニウム塩のような慣用の陰イオン性乳化剤を提供することができる。好都合と判明したさらなる陰イオン性乳化剤は、Ｄｏｗｆａｘ ２Ａ１（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの銘柄品）のような化合物である。ラウリル硫酸ナトリウムが好ましい。イオン性乳化剤は、全モノマー含量を基準にして、０．００１〜１重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％の濃度で用いる。
所望なら、さらに慣用の非イオン性乳化剤を用いることができる。しかしながら、陰イオン性乳化剤のみを用いるのが好ましい。
好ましい実施形態では、本ディスパージョンは、保護コロイドを含む。保護コロイドは、好ましくは、モノマー全体の重量を基準にして１〜２０重量％、特に好ましくは５〜１２重量％の量で存在させる。本発明のディスパージョン中に存在する保護コロイドは好ましくはポリビニルピロリドンとし、これは、特に好ましくは、２０〜４０のＫ値を有しているものとする。追加的に、さらなる水可溶性または水膨潤性の保護コロイド、例えば、セルロース誘導体（好ましくはヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロースまたはヒロドキシエチルセルロース）、ガラクトマンナン、ペクチン、キサンタン、ポリビニルアルコール、アクリレート・メタクリルレートコポリマー、カルボキシメチルデンプンナトリウム、セルロース、分解デンプン、マルトデキストリンなどを用いることができる。保護コロイドは、なおまた、重合の前、重合の間、重合の後に加えることができる。重合への添加が好ましい。
本発明はまた、少なくとも１種のイオン性乳化剤の存在下で酢酸ビニルをフリーラジカル重合により重合させる水性ポリマーディスパージョンの調製方法にも関し、この場合、重合は、モノマー全体の重量を１００重量％として０．０５〜５重量％のアクリル酸もしくはメタクリル酸またはこれらの混合物と、モノマーの全体量を基準にして０．００１〜１重量％の少なくとも１種のイオン性乳化剤の存在下で行う。
したがって、９５〜９９．９５重量％の酢酸ビニルモノマーと、０．０５〜５重量％のアクリル酸もしくはメタクリル酸モノマーまたはこれら酸の混合物とからなる混合物が、フリーラジカルによって開始されるエマルジョン重合により重合される。
重合は、好ましくは、保護コロイドの存在下で、水中でのエマルジョン重合として行う。この場合、保護コロイド対イオン性乳化剤の重量比は少なくとも４：１であり、最大１００：１までである。モノマー対保護コロイドの重量比は、９９：１〜４：１、好ましくは１９：１〜４：１である。
重合に用いるフリーラジカル開始剤は、好ましくは、ペルオキソ二硫酸Ｎａ、Ｋもしくはアンモニウムであるが、それ自体慣用されている他のフリーラジカル開始剤、例えば過酸化水素、有機過酸化物、ヒドロペルオキシド類またはアゾ化合物を、さらに例えばアスコルビン酸のようなレドックス成分と一緒に用いることもできる。
さらには重合を緩衝液系の存在下で行うことが得策であり得る。本発明に従って用いられる緩衝液系は、好ましくは、例えば、炭酸、ホウ酸、酢酸、クエン酸およびリン酸からなる群から選択される酸の塩のような、塩基性の作用がある試薬である。
本発明の水性ポリマーディスパージョンは、好ましくは、「調節された」、すなわち、重合が重合調節剤の存在下で行われるポリマーディスパージョンであり、特に好適な調節剤は、例えば、チオグリコール、ｔ−ドデシルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタンおよびエチルヘキシルチオグリコレートのようなイオウ含有化合物であり、これらは、なかでも、本発明で好ましいとされる４５〜２００、特に好ましくは６０〜１００、特には６５〜８５の、テトラヒドロフラン中０．１重量％溶液で測定される、設定可能なＫ値をもたらし、イオウ含有末端基を有するポリマーが得られる。各場合、全モノマー含量を基準として通常は０．０５〜１％、好ましくは０．１〜０．５％である調節剤の全量を、好ましくは、エマルジョンのフィードに導入する。
エマルジョン重合は、それ自体公知の方法で、４０℃〜９５℃の温度、好ましくは８０℃以下の温度で行う。
本方法は、好ましくは、保護コロイドの全量を最初の仕込みの中に存在させて、半連続フィードプロセスとして行う。さらなる好ましい手順では、イオン性乳化剤１００部のうち少なくとも５０部が最初の仕込みの中に存在していることが必要である。
本発明の方法で得られるディスパージョンは、通常、１０〜４５重量％、好ましくは１５〜３５重量％の固形分含量を有する。
本発明のディスパージョンは、比較的低乳化剤含量での高い安定性を特徴としている。本発明の方法は、得られるディスパージョンの特性に関しての再現性が向上しているという優位点を有する。さらに使用特性も、ホモポリ酢酸ビニルディスパージョンとの比較では、極めて満足のいくものである。
コーティングを形成するために特に重要なのが、分子量およびＫ値以外に、ディスパージョン粒子の粒子サイズである。したがって、本発明のポリマーディスパージョンは、好ましくは、平均粒子サイズがたったの５０〜３００ｎｍ（好ましくは１００〜２００ｎｍ）のディスパージョン粒子を有している。測定は、慣用の方法で、例えば超遠心分離、光子相関分光分析によって、あるいは光の透過を測定することによって行われる。粒子サイズは、通常、乳化剤濃度によって調節される。本発明に従って得られるディスパージョン粒子は、非常に少量の乳化剤が重合で用いられているだけであるが、非常に微細な粒子である。
本発明はさらに、本発明のポリマーが、コーティング剤および／またはフィルム形成賦形剤として含まれている医薬製剤および化粧品製剤にも関し、ここでは、水性ディスパージョンおよびポリマー粉末のいずれとしても用いることができるこのポリマーは、冒頭に記載した方法によって得ることができる。
医薬製剤は、好ましくは、なかでも、フィルムコートタブレット、フィルムコートマイクロタブレット、糖コートタブレット（糖衣錠）、コーテッドトローチ、カプセル、結晶粒、細粒またはペレットとする。
本発明に従って用いることができる活性医薬成分は、医薬物質以外に、ビタミン類、栄養補助食品または食事活性成分も用いることができる。
本製剤は、活性成分の遅延放出を示す。そのような剤形は、持続放出型剤形とも呼ばれる。持続とは、因みに、放出が４時間から３６時間までの時間に亘って起こり、且つ活性成分の、８０％の放出の完了が早くても４時間よりも後に起こることを意味する。持続放出型剤形は、このように、活性成分の８０％が遅くても１時間後には放出されている急速放出型剤形とは異なる。
剤形からの放出は、ｐＨには依存しない。ｐＨ非依存型放出とは、模擬胃液（０．１Ｎ ＨＣｌ；ｐＨ１．２）での放出と模擬腸液（リン酸緩衝液；ｐＨ６．８）での放出が異ならないことを意味する。これは、放出の差が、試験の度ごとで、１０％以下でなければならないことを意味する。
医薬製剤に用いることになるディスパージョンは、さらに、消泡剤、フィラー、着色剤、顔料、抗酸化剤、防腐剤、光沢改良剤および可塑剤からなる群から選択される慣用の医薬的に許容される賦形剤と、それらに慣用の量で、混合してもよい。溶解度が低い活性成分の場合は、制御放出に加えて、孔形成剤を加えるのが得策であると思われる。好適な孔形成剤の例は、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、Ｋｏｌｌｉｃｏａｔ（登録商標）ＩＲのようなポリビニルアルコール−ポリエチレングリコールグラフトコポリマー、ポリビニルアルコール、ビニルピロリドンホモポリマーおよびコポリマー、天然の多糖類、あるいは糖、糖アルコール、無機塩のような低分子量の水可溶性物質である。そのような孔形成剤は、上記溶解度にもよるが、フィルム形成物質を基準にして１〜３０（好ましくは２〜２０）重量％の量である。
賦形剤全体の割合は、ディスパージョンの固形分含量を基準にして最大５０重量％までとすることができる。
さらなる可能性は、微結晶セルロース、架橋カルボキシメチルセルロースもしくはデンプンナトリウム、および架橋ポリビニルピロリドンのような水不溶性であるが水膨潤性の小粒子サイズの物質も用いることである。
本発明の水性ディスパージョンの好ましい利点は、なかでも、その泡立つ傾向が低いこと、つまり穴ができる傾向が低くなっていることである。本ディスパージョンは、加えて、その剪断安定性および沈殿安定性から明らかなように、非常に優れた安定性を見せる。本発明に従って得られるコーティングは、乳化剤の含量が低いことのほかにもさらなる特長を示す。つまり、フィルムのベトツキが、類似の市販の組成物と比較して低減されていることである。加えて、このコーティングは、素晴らしい機械特性も示す。
乳化剤の割合が低減されていること、およびフィルムの形成が改善されていることにより、放出がより持続されるようになり、また貯蔵後の活性成分の放出における変化もより少なくなる。エージング効果、すなわち高い温度での活性成分の放出における変化も同様に最小限であるか、または全くない。
本発明のディスパージョンは、他のディスパージョンと混合して用いることもできる。つまり、例えば、アクリレートディスパージョン（例えば商業的に入手可能なＫｏｌｌｉｃｏａｔ（登録商標）やＥｕｄｒａｇｉｔ（登録商標）のタイプのもの）との組み合わせで用いることができる。これらとしては、例えば、ポリアクリレートディスパージョンが３０パーセントのＰｈ．Ｅｕｒ．（Ｋｏｌｌｉｃｏａｔ（登録商標）ＥＭＭ ３０Ｄ、Ｅｕｄｒａｇｉｔ（登録商標）ＮＥ ３０Ｄ）、アンモニオメタアクリレートコポリマーのタイプＡおよびＢのＵＳＰ／ＮＦ（Ｅｕｄｒａｇｉｔ（登録商標）ＲＬおよびＲＳ）およびメタクリル酸コポリマーのタイプＣ（Ｋｏｌｌｉｃｏａｔ（登録商標）ＭＡＥ ３０ＤＰ、Ｅｕｄｒａｇｉｔ（登録商標）Ｌ３０−５５）が挙げられる。また、独国特許出願第Ｐ１０２００４０１１３４９．１号に記載されているように、特に好適なのは、アクリレートディスパージョンとの組み合わせである。本発明のディスパージョンはまた、例えば、Ａｑｕａｃｏａｔ（登録商標）ＥＣＤやＳｕｒｅｌｅａｓｅ（登録商標）のようなエチルセルロースディスパージョンとも極めて良好に組み合わせることができ、特に、それ自体が脆いエチルセルロースの柔軟性が改良される。
ポリマーの調製
一般法
重合容器を窒素でフラッシュした。脱イオン水、ラウリル硫酸ナトリウム（１５重量％水溶液として）およびＫｏｌｌｉｄｏｎ ３０と、その後にフィード０２の一部を、重合容器の中に攪拌（１２０ｒｐｍ）しながら投入した（初期仕込み）。この初期仕込みを７５℃の内部温度（ＩＴ）まで加熱した。ＩＴ ６５℃で、フィード０１（７重量％ペルオキソ二硫酸ナトリウム水溶液）を素早く加えた。７５℃に到達したとき、フィード０２（エマルジョンフィード）およびフィード０３（７重量％ペルオキソ二硫酸ナトリウム水溶液）を開始した。フィード０２および０３は、それぞれ、２時間、３時間に亘って加えた。フィード０２および０３が完了した後、重合を２時間続けた。
次にこの混合物を８５℃まで加熱し、（約２００ミリバール下で）２時間真空蒸留した。
この重合混合物を２０℃まで冷却し、１％濃度の水酸化ナトリウム溶液でｐＨ４．５〜５に調整した。
Ｋｏｌｌｉｄｏｎ ３０＝Ｋ値が３０のポリビニルピロリドン（ＢＡＳＦ）
（実施例１）
上記一般法により、ＶＡｃ／Ａａのモノマー比＝９９．５／０．５重量％のディスパージョンを調製した。乳化剤の割合は、モノマー重量を基準にして０．２５重量％であった。
初期仕込み
脱イオン水が５５９．０ｇ
ラウリル硫酸ナトリウム（１５重量％水溶液）が４．８０ｇ
Ｋｏｌｌｉｄｏｎ ３０が４０．００ｇ
フィード０２が８５．６ｇ
フィード０１
ペルオキソ二硫酸ナトリウム（７重量％水溶液）が８．７ｇ
フィード０２
脱イオン水が４５０．３ｇ
ラウリル硫酸ナトリウム（固体、すなわち１００重量％）が０．２８ｇ
酢酸ナトリウム×３Ｈ２Ｏが２．０ｇ
酢酸ビニルが３９８．０ｇ
アクリル酸が２．０ｇ
ｔ−ドデシルメルカプタンが０．９６ｇ
フィード０３
ペルオキソ二硫酸ナトリウム（２．５重量％水溶液）が１７．６ｇ
青みがかった白色の水性ディスパージョンは、２９重量％の固形分含量を有していた。平均粒子サイズは１６０ｎｍであった。ＴＨＦ中０．１重量％溶液で測定したＫ値は、７５であった。
（実施例２）
手順は、実施例１と同じであった。しかしながら、初期仕込みでは、６．３５ｇのラウリル硫酸ナトリウム（１５重量％溶液として）を用い、フィード０２では０．３７ｇのラウリル硫酸ナトリウム（固体、すなわち１００重量％）を用いた。２−エチルヘキシルチオグリコレートをｔ−ドデシルメルカプタンの代わりに用いた。
乳化剤の割合は、モノマー重量を基準にして０．３３重量％であった。
青みがかった白色の水性ディスパージョンは、２９重量％の固形分含量を有していた。平均粒子サイズは１５０ｎｍであった。ＴＨＦ中０．１重量％溶液で測定したＫ値は、７３であった。
（比較例Ａ）
この重合は、モノマーとして１００重量％の酢酸ビニルを用いて、実施例１の調製と同様にして行った。安定なディスパージョンは得られなかった。
剪断安定性の測定
一般法
試験すべきディスパージョンを、メッシュ幅が１２５μｍの篩に通して、その濾液１００ｇを２５０ｍＬガラス製ビーカーの中に秤量する。スタッド付き攪拌具（ｄ＝３６ｍｍで、環外側上に５×３ｍｍのスタッドが４個、そして５ｍｍの距離をおいて、環内側上に４×３ｍｍのスタッドが４個あり、すべて長さは１ｃｍ）を攪拌具のモーターにクランプ固定する。
スタッド付き攪拌具の下側端部は、ガラス製ビーカーの底から０．５ｃｍの距離にしなければならない。ガラス製ビーカーを同様に固定し、ディスパージョンを２０００ｒｐｍで１５分間攪拌し、続いてメッシュ幅が１２５μｍの篩の中に注ぐ。得られる残留物はいずれも、前もって１０５℃で１時間乾燥させてある濾紙に移し、次いで秤量する。
残留物を含むこの濾紙を、次に、もう一度１０５℃の乾燥オーブン中で１時間乾燥させる。
デシケーターの中で冷却させた後、濾紙を、分析天秤で再秤量する。
評価のために、攪拌で凝集した量を計算する：
Figure 2009507097
攪拌でより多い量が凝集したということは、試験したディスパージョンの剪断安定性がより低いということを意味する。
（比較例Ｂ）
比較のために、（特許文献３）の実施例１に記載の、乳化剤含量が１．００４重量％の純粋なポリ酢酸ビニルディスパージョンの剪断安定性を測定した。
Figure 2009507097

Claims (16)

  1. モノマー全体の重量を１００重量％として、０．０５〜５重量％のアクリル酸もしくはメタクリル酸またはこれらの混合物と、０．００１〜１重量％の少なくとも１種のイオン性乳化剤の存在下に、酢酸ビニルをフリーラジカル重合させることによって調製される、水性ポリマーディスパージョン。
  2. モノマーの全体量中でのアクリル酸もしくはメタクリル酸またはこれらの混合物の割合が０．１〜０．６重量％である、請求項１に記載の水性ポリマーディスパージョン。
  3. アクリル酸を用いることによって調製される、請求項１または２に記載の水性ポリマーディスパージョン。
  4. イオン性乳化剤として陰イオン性乳化剤を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の水性ポリマーディスパージョン。
  5. 陰イオン性乳化剤がラウリル硫酸ナトリウムである、請求項４に記載の水性ポリマーディスパージョン。
  6. 保護コロイドを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の水性ポリマーディスパージョン。
  7. 保護コロイドが、２０〜４０のＫ値を有するポリビニルピロリドンである、請求項１〜６のいずれかに記載の水性ポリマーディスパージョン。
  8. 乳化剤が、０．１〜０．５重量％の量で用いられる、請求項１〜７のいずれかに記載の水性ポリマーディスパージョン。
  9. ディスパージョン粒子の平均粒子サイズが５０〜３００ｎｍである、請求項１〜８のいずれかに記載の水性ポリマーディスパージョン。
  10. ディスパージョン粒子の平均粒子サイズが１００〜２００ｎｍである、請求項１〜９のいずれかに記載の水性ポリマーディスパージョン。
  11. 少なくとも１種のイオン性乳化剤の存在下で酢酸ビニルをフリーラジカル重合させることによる、請求項１〜８のいずれかに記載の水性ポリマーディスパージョンの調製方法であって、モノマー全体の重量を１００重量％として０．０５〜５重量％のアクリル酸もしくはメタクリル酸またはこれらの混合物と、０．００１〜１重量％の少なくとも１種のイオン性乳化剤の存在下に重合を行うことを含む、前記調製方法。
  12. 重合が、保護コロイドの存在下で行われる、請求項１１に記載の方法。
  13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の水性ディスパージョンから得られる、粉末形態にあるポリマー。
  14. 請求項１〜１１のいずれかに記載の水性ディスパージョンまたは粉末形態にあるポリマーの、医薬または化粧品製剤における使用。
  15. ディスパージョンが、追加的な助剤として、消泡剤、フィラー、着色剤、顔料、抗酸化剤、防腐剤、孔形成剤、光沢改良剤および可塑化剤からなる群から選択される医薬的に許容される賦形剤を含んでいる、請求項１４に記載の使用。
  16. 請求項１〜１１のいずれかに記載の水性ディスパージョンまたはポリマーから得られるフィルムコーティングで被覆された少なくとも１種の活性医薬成分を含んでなる、活性成分が遅延放出される医薬製剤。
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