JP2014166631A - 粒子を生成する方法と構成 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ステップ:i)スプレーノズル101内およびフロー状態下で液状物質102を流体103の流れに溶解、混合し、ii)ノズルのスプレー出口109を通してスプレーの形で混合物を通し、粒子収集容器105へ入れ、iii)容器内に粒子を分離し収集するにおいて、溶解力のある液体に液状物質を溶解し、亜臨界状態あるいは超臨界状態の流体を用い、流体をプロセス中で再利用するとともに、流体中に液状物質の核生成および粒子形成を促進するメーキャップ剤107を含ませる。
【選択図】図1
Description
臨界流体の使用は見込みの成果に帰着したが、第1に、研究所規模の生産のために用いられた。パイロットプラント規模へ拡大する場合、十分に小さな粒子(中間のサイズ)及び/または十分に精密なサイズ分配がある粒子を得るための問題は増加している。
これまで、使用されるSEDS技術は、研究所規模生産のために用いるのが主であった。
粒子を生ずる物質のための溶剤は、微粒子状態に変形される物質の可溶性特性および水のようか非水性に依存する種類のものである。水のような溶剤については、集合用に主として形成された粒子のためのより強い傾向による非水性の溶剤用よりも、サイズに関する問題およびサイズ分配はもっと明白であった。生物活性物質、例えばほとんどの蛋白質のように活動用の特定の三次元の構造および他の生体高分子(水のような溶剤)を要求するものは、非水性の溶剤および/または有機溶媒がしばしば性質を変えてしまうので、通常は好まれる。
さらに米国特許第5,851,453号(WO9501221)、米国特許第6,063,188号および米国特許出願第2006073087号(WO9600610)を参照されたい。
溶剤を含んでいる超臨界流体も、前もって形作られた粒子の修正のために使用された。米国6,475,524(WO0030614)を参照されたい。超臨界流体の再利用及び/またはいくつかの粒子収集チャンバを含む構造でSEDSプロセスを実施することは、WO9501221およびWO9600610で示唆されていた。チャンバでのプロセスは順に実行されると示唆されている。すなわち別のチャンバでプロセスが開始されようとしている一方で、1つのチャンバを収穫するのであるつまり一種の連続的なプロセスである。
a)0.1μmあるいは0.5μmを最低限界とし、20μm以下の範囲、例えば10μm以下、5μm以下、あるいは3μm以下、またあるいは2μm以下で、
及び/または
b)粒子サイズの分布の80%以上が、30μm以下の幅の範囲、例えば20μm以下、あるいは15μm以下、あるいは10μm以下、あるいは5μm以下、3μm以下、2μm以下のものである。幅が例えば1μm以下または0.5μm以下のように、さらに少ない一群を考えることができ、それらの粒子群は好ましくは3μm以下のサイズ、および/または
c)粒子サイズの分布の少なくとも80%以上が、75%以下の幅を持つサイズの範囲内にある。例えば平均粒子直径の±50%以下、±25%以下である。
本願発明者はさらに以下のように認識した。混合(ステップ(i))に入る流体が得られた粒子のサイズに影響を及ぼす剤を含むことを許される場合、部分的な完成も獲得することができる。つまり、好ましくはいわゆる「メーキャップ剤」、別個の相(液体および例えば流動性の過程)へ流体の、あるいは溶液流動性の混合物の分離を引き起こさずに、である。メーキャップ剤は流体の流れへ接触させることができまる。例えば、液状の流れを備えた流体の流れの混合の位置の上流においてである。導入のための典型的な位置は、a)スプレーノズルの上流に位置した流体用の貯蔵タンク、あるいはb)様々な機能を含む前記貯蔵タンクとノズルの間の輸送導管であって導管に沿っていて接続している部分、あるいはc)ノズル内の流体用の輸送導管、つまりこの導管の入り口と、ステップ(i)での混合位置の間の位置である。粒子サイズおよび/または形態に係るこれらの位置で液体/流体相の分離を引き起こさないメーキャップ剤を加える結果はほぼ予期できない。
(i)スプレーノズル(101,201,301)内でかつ流れている状態下での混合は、溶液(102,202)の流れがあり、その中で粒子を生ずる物質は、反溶剤の役割をすることができる流体(103,203)の流れを備えた溶剤に溶かされるか分散していることを条件とし、
また、亜臨界あるいは好ましくは兆臨界の状態で、
(ii)スプレー(204)の形をしているステップ(i)で得られた混合物を、ノズル(101,201,301)のスプレー出口(109,209,309)を通すこと、
そして、(iii)前述の混合物から粒子を分けて収集すること、
というステップを含む。
A)流体の流れ(103,203)に、
(iv)次のサブステップを含むシーケンスを行なうこと:
a)ステップ(iii)の間に前述の物質の中で消耗された後に溶液と流体の混合物を集めること、
b)溶液から流体を分離すること、
c)そして、前述の流体の流れ(103,203)へのサブステップ(b)で分離された流体を再循環させること(106,206)、
及び/または、
(v)混合位置(108)に上流側の位置で流体の流れ(103,203)に1つ以上のメーキャップ剤(107,207)を供給すること、
及び/または、
B)スプレーノズルとスプレー伝播の関係にある1つ、2つ、あるいはそれ以上の粒子収集チャンバを備える同じ生産構造に属する2つ以上の別個のスプレーノズル(401a、b...、501a、b...)の中で少なくともステップ(i)および(ii)を同時に行なう。
ここで、
(a)同じ粒子収集チャンバ(405)とスプレー伝播に置かれた少なくとも2つのノズル、
及び/または、
(b)各々少なくとも1つのノズル(501a、b...)を含んでいる2以上の粒子収集チャンバ(505a、b...)を用いる(ここで、「含んでいる」とは、スプレー伝播の関係に置かれたことを意味する)。
生産された一群の粒子の平均サイズ、サイズ分布および形態は、典型的には、「発明の目的」で記載した範囲内である。
ステップ(i)から(iii)は、またサブステップ(a)−(c)がこの順で実行され、おそらくはステップ(i)とステップ(ii)の間、ステップ(ii)とステップ(iii)の間、サブステップ(a)と(b)、および/またはサブステップ(b)と(c)の間に追加の1ステップ以上を挿入して実施する。生産された一群の粒子の平均サイズ、サイズ分布および形態は、典型的には、「発明の目的」で記載した範囲内である。
a)流体の入り口(111,113,211,213)を備えた内部輸送導管(210または212,310、312)を持つスプレーノズル(101,201,301)、溶液の入り口(111,113,211,213)を備えた内部輸送導管(210または212,310、312)、そして、内部輸送導管(210,212,310,312)の下流で流体と溶液を互いに混合するための混合構造(114,214,314)、及びスプレー出口(109,209,309)、
b)スプレー出口(109)を含むチャンバ(105)、および溶液流動性の混合物から生成された粒子を分けて収集するための分離機能部(115)(すなわち粒子を収集するチャンバ)、そして
c)ノズル(101,201)の流体入り口(111,113,211,213)に流体(103,203)を転送するためのノズル外部の輸送導管(116,216)。
本構造の主な特有の特徴は以下の通りのものを含む。
a)メーキャップ剤(107,207)および(または)流体を導入するための1本以上の入り口導管で、あらかじめ混合構造(114,214)の上流で流体の流れ(103,203)の位置でプロセス(方法)に使用され(矢印106,206)、例えばプロセスの流体の流れ(103,203)の中への入り口/導管(117/139,217/239およびそれぞれ118/119,218/219)によって導入されるのであって、つまり、及び/または、
b)スプレー伝播関係に置かれている少なくともそれらの2つを備えた2つ以上のスプレーノズル(401a、b・・・、501a、b・・・)であり、
i)同じ収集チャンバ(405)および/または、
ii)少なくとも1つあるいは2以上のスプレーノズルを含んでいる異なる収集チャンバ(505a、b・・・)
及び/または
c)少なくとも1つの入り口(118,218)、つまり混合構造(114,214)に上流の位置で、流体の流れ(103,203)へプロセスで使用される流体(106,206)を再利用するための再利用機能部(118+119+120,218+219)。
既述のように、スプレーノズルは、スプレー(ジェット)を形成することができる出口(109,209,309)、溶液を流体と混合するための構造部(214,314)、そして流体およびそれぞれ溶液用の内部輸送導管(210,212,310,312)を含む。好ましい変形例では、ノズルは、さらに、混合構造(214)及び/または、混合構造(214)からスプレー出口(109)へ混合物をガイドする出口輸送導管(230)の一部として微小な混合孔(214’)を含む。出口導管(230)および混合孔(214’)の両方がある場合、それらは、部分的にあるいは完全に一致させ得る。好ましい変形例では、本発明に係る技術分野では既に知られているように、上記導管(210,212,310,312)の1つを他方の内部に入れて好ましくは共軸とする。
a)下流の部分(231)の表面の設計を円筒状の導管(238)の軸に関する合流角度を90°以外の角度とするか、
あるいは
b)円筒状の導管(238)を円錐形にすること
で達成できる。
90°と異なる角度の合流がこの方法で作られる場合対応する湾曲を備えた上流の部分の対になった表面をさらに設計することが適切である。
また、内部の輸送導管および外部の輸送導管を含んでいるスプレーノズルの他の変形例では、流れの前方側で妨害する下流側の部分はない。この種のノズルは、あまり好ましくはないかもしれないが、米国特許第5,851,453号(WO9501221)の図3および図4の中に示されている。これらの図に示されたノズルの混合構造は、内部の導管(31)の出口からスタートし、さらにスプレーノズルの出口である外部の導管(41)の出口まで及ぶ。混合穴は、内部の導管および外部の導管の出口間で定まる。溶液と流体用の輸送導管間の合流する角度は、それぞれ、ほぼ0°になるであろう。符号の数字はWO9501221(米国特許第5,851,453号)の中で与えられているものと同じである。さらにWO9600610(米国特許第6,063,188号および米国特許出願第2006073087号)を参照されたい。
ノズルの他の変形例では、溶液/流体の混合物が他の流れと混じり合う。例えば亜臨界の流体か超臨界流体、あるいは液体/溶剤を含んでいるものと混じる。それは、スプレー出口を通って粒子収集チャンバへ入る前である。例えば米国特許第6,440,337号(WO9836825)を参照されたい。
前述のスプレーノズルのスプレー方向は、輸送導管のうちの1つは他方の内部で置かれ、これら輸送導管に関して全く軸方向に沿って及び/または完全に放射状に位置する。
本発明方法で流体がいつ超臨界の状態になるは、超臨界流体を利用し、ノズルのすぐ上流及び下流の構造内の圧力は、使用した流体の臨界圧pcおよび臨界温度Tc以上であることが典型的である。圧力については、典型的には、(1.0−7.0)xpcの範囲の圧力で、あるいは10バール以上の範囲で、20バール以上が適当であり、好ましくは30バール以上であり、圧力pcより高く、そして圧力pcより実証値での上限の100バール、200バールおよび300バール高い。ここで、「Tcを上回る」とは、差が0℃の場合を含み、(1.0−4.0)xTc内、あるいは5°C以上の範囲内にあることを典型的には意味し、適切には、Tcを10℃以上上回り、好ましくは15°C以上は上回り、実証値の上限としてはTcの10°C以上、40°C以上および50°C以上上回る。亜臨界状態で使用した流体のために、圧力は、上に与えられた範囲内に典型的にあり、また臨界温度より下の温度で、範囲は(0.9−1.0)xTcのようにする。これは、特に、大気圧および室温(20−300C)でガスである流体に当てはまる。
ノズルでの適切な圧力低下は、10から60バールの範囲で見い出すことができる。例えば10バール以上だが50バール以下、例えば40バールか30バール以下のようになる。
本発明の構造では、少なくとも1つの粒子収集チャンバ(105,405,505)を備える。粒子収集チャンバは、少なくとも1つのスプレーノズル(101,401a、b...、501a、b..)を含み得る。
図1は、1つの関連するノズルがある粒子収集チャンバの変形例を示す。この変形例は上述した。さらに以下を参照されたい。
図4a−bでは、スプレー出口(409a、b..)で2つ以上のノズル(401a、b..)を備える収集チャンバ(405)を示す。流体(416a(b)..)用の、溶液(421a、b)用の、およびメーキャップ剤(439a、b...)のための輸送導管は、流体、溶液およびメーキャップ剤用の貯蔵タンクに接続された部位の上流側にそれぞれある。チャンバの下流側に、バック・プレッシャ調整装置(426)との出口導管(425)がある。出口導管(425)は、バック・プレッシャ調整装置の下流に、消耗すべき溶剤/流体の混合物を輸送するか、あるいは分離機能部へ輸送する。分離機のうぶでは、流体は溶剤から分けられ、流体の流れへ戻して再利用される。
本構造での粒子収集チャンバの数は典型的には1典型的には1つで、2、3、4あるいは5以上でもよく、典型的には10または20が上限である。
チャンバ(105)の下流端に、粒子を生ずる物質に関して消耗し、たとえばチャンバで生成された粒子が全然ない溶液−流体混合物の選択的な出口が典型的にはある。これを達成するために、形成された粒子から混合物を分けるための機能部(115)は、フィルタのように、粒子収集チャンバ(105)を下流端に典型的には含む。この出口は、典型的には、ノズルのスプレー出口より下のレベルに置かれる。
メーキャップ剤は、流体の状態である場合、亜臨界的な状態あるいは超臨界的な状態であるが、平均サイズ、サイズ分布および/または粒子の形態に影響を及ぼす。
別の種類の典型的なメーキャップ剤は、粒子を生ずる物質の可溶化を促進する。例えば、それは粒子を生ずる物質のための溶剤である。
典型的なメーキャップ剤は、上述のような粒子を生ずる物質に影響することができる液体中で選択し得る。それらは好ましくは、部分的に混和するか、あるいは亜臨界的な状態あるいは超臨界的な状態の流体および/または溶液の溶剤において溶解可能である。言いかえれば、好ましいメーキャップ剤は、希望の粒子の形成以外の相分離を引き起こさない。剤の候補は、下記の「溶液と流体」の項で示す。溶液の溶剤の1つ以上の構成要素を備えた共沸混合物を形成する液体は、形成された粒子を乾燥させるかもしれないし水和するかもしれない。そのことが特別に興味を引く。
メーキャップ剤は、原則としては、流動する流れのどのような位置でも構造へ接触させることができる。たとえば混合構造(114)の上流の任意の位置である。その導入は、このように、下記の接続された個別の入り口導管(217)によってなされる。
ある種類の典型的なメーキャップ剤は、核形成および/または溶液でのおよび/または溶液流動性の混合物での粒子を生ずる物質の粒子形成を促進する。例えば、粒子を生ずる物質のための反溶剤である。この種の剤は、さらに沈澱剤の役割を果たす。
別の種類の典型的なメーキャップ剤は、粒子を生ずる物質の可溶化を促進する。例えば、それは粒子を生ずる物質のための溶剤である。
典型的なメーキャップ剤は、上述のような粒子を生ずる物質に影響することができる液体中で選択し得る。それらは好ましくは、部分的に混和するか、あるいは亜臨界的な状態あるいは超臨界的な状態の流体および/または溶液の溶剤において溶解可能である。言いかえれば、好ましいメーキャップ剤は、希望の粒子の形成以外の相分離を引き起こさない。剤の候補は、下記の「溶液と流体」の項で示す。溶液の溶剤の1つ以上の構成要素を備えた共沸混合物を形成する液体は、形成された粒子を乾燥させるかもしれないし水和するかもしれない。そのことが特別に興味を引く。
A)流体(ノズル(201)内の)用の内部輸送導管(210)、
及び/または
B)加熱萩能部(141)中でノズル(101,201)に例えば流体をガイドする外部輸送導管(116,216)、
及び/または
C)外部輸送導管(116)の上流の位置での構造、例えば流体用の外部輸送導管(116)の上流端で外部輸送導管(116)に沿って置かれた加熱位置(141)に直接あるいは間接的に取り付けられる液体貯蔵タンク(122)。
メーキャップ剤は、システムに、あるいは1つ以上の他の構成要素と結合して単独で加えられ得る。これらの他の構成要素は他のメーキャップ剤を包含し得る。それは、好ましくは流体と混和する媒体および/または、関係のあるメーキャップ剤などのための溶剤である。これは、流体が、メーキャップ剤のために媒体として使用されてもよいことを含む。メーキャップ剤の導入のために使用された構成は、亜臨界あるいは超臨界の状態かもしれない。メーキャップ剤を流体の流れ(103)に加える導管(139,239)は、流体の流れ(103)に関する流れ速度の制御のために、適切なバルブ機能、ポンプおよび他の機能(140,240)を装備している。
メーキャップ剤が加えられる好ましい位置は、ノズルに流体を転送する外部輸送導管(116,216)内である。
メーキャップ剤を加える1つの方法は、ステップ(iii)後の流体が溶剤/溶液から分離され、メーキャップ剤がシステム/構造へ接触させられる位置のうちの1つへ循環処理させられるのであれば、実行可能である。多くの場合では、このように循環処理される流体は、物質が最初に溶かされたか分散した残余の量の溶剤を含むであろう。これらの残余量は典型的には粒子サイズおよび/またはメーキャップ剤の役割を果たし、そのために形成された粒子の形態に影響を及ぼすであろう。それは、やはり循環処理される流体に、主たる流体の流れへ戻す輸送の間に、別のメーキャップ剤を加えることである。つまり循環処理するための導管(119)にこの種の剤を加えることである。
流体の流れと受け入れられるメーキャップ剤の割合は、本明細の他の箇所で述べる。
超臨界流体として使用することができる、実例となる流体は、室温と気圧で典型的にガスである。それらが、溶剤に分散されている物質であって、粒子を生ずる物質に対する、剤および反溶剤をスプレーすること役割を果たすことができることで典型的には選択されている。それらが選ぶことができる特定の合成物/成分は、二酸化炭素(Pc=74バールおよびTc=31°C)、亜酸化窒素(Pc=72バールおよびTc=36°C)、六フッ化硫黄(Pc=37バールおよびTc=45°C)、エタン(Pc=48バールおよびTc=32°C)、エチレン(Pc=51バールおよびTc=10°C(キセノン(Pc=58バールおよびTc=16°C))、トリフルオロメタン(pc=47バールおよびTc=26°C)およびクロロトリフルオロメタン(pc=39バールおよびTc=29°C)および混合物である。前記Pcは、臨界圧を、Tcは臨界温度である。
超臨界流体に関するのと同じ方法で、溶液に溶かされた、粒子を形成する物質に対する、剤および反溶剤をスプレーにする能力によって典型的には選ばれる。
実例となる溶剤は、液状の状態に典型的にありが、室温と大気圧で揮発性を有する。さらに、それらは、溶液流れのプロセス温度で溶液に溶かされた形態で粒子を生ずる物質を典型的には維持することができる。つまり、溶かされた物質の濃度は物質の飽和濃度未満であり、典型的には、混合構造の上流に印加された圧力および温度で、圧力と温度の飽和濃度の80%である。溶液中の粒子を形成する物質の適切な濃度は、それらは、典型的には20%以下の範囲、たとえば10%以下、あるいは5%以下、あるいは3%以下であり、下限は005%あるいは0.1%(すべてw/v%)である。本発明の説明中で、溶剤には典型的な用語「揮発性」は大気圧下で150°C以下の沸点、たとえば110°C以下あるいは100°C以下でのものである。例としては、非水性の無機溶剤と同様に水も含む無機溶剤、および対称及び非対称C1−5ジアルキルケトンを含む有機溶媒である。たとえばアセトン、ブタノン、ペンタノン、対称及び非対称C1−5ジアルキルエーテルなど、たとえばジエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルペンチルエーテル、エチルプロピルエーテルなど、フッ素で処理された形態および様々な第一の、第二、第三の形態を含むC1−5アルカノール、たとえば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノールおよび様々なブタノール、ペンタノールなどのように、C1−5カルボン酸、C1−5アルキルエステル、たとえば、エチルアセテート、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルフォルムアミド、アクリロニトリルなどである。潜在的に有用なフッ素で処理されたアルカノールはトリフルオロエタノールである。用語「溶剤」は、混和する液体の混合物を含む。
ここで、用語「物質」は広く単一の合成物を含めて、本発明の情況中で解釈されるあろう。合成物の混合物も同様である。たとえ、変質させられる典型的な物質が、単一の合成物あるいは同様の化学的および物理的な特性がある合成物の混合物を意味するとしてもである。本発明の方法で粒子に変質される多くの物質は、それらは生物学的にアクティブであり、あるいは媒体、添加剤、賦形剤として作用し、粒子は本発明によるそれらの生産の後に組み入れられる。最も重要な物質は薬理学的な意味して使用され、たいていは「生物学的に活発な」という用語は、「治療上有効な」ことを意味する。物質は、本発明で使用される溶液で希望の濃度で溶ける水溶性あるいは水不溶性のものであり得る。それらはポリペプチド構造および/またはヌクレオチド構造のような非ポリペプチド構造を示すかもしれまない。たとえば、炭水化物構造、脂質構造、ステロイド構造、ホルモン、鎮静剤、抗炎症性の物質などである。
実験例1:
セトン中の2%のw/vブデソニド液を、図1の構造に置かれた図2のノズルへ導入し(再使用可能性を除く)、メーキャップ剤4.2ml/minのアセトンで緩和された125g/minの超臨界二酸化炭素(約150ml/min)と一緒に、個別の高速液体クロマトグラフィーポンプを1.4ml/min使用した。このシステムでの圧力は100気圧であった。また、温度は60℃であった。流れはすべて、粒子収集チャンバ中で形成され、収集されたノズルおよびブデソニドパウダーと接触する。超臨界二酸化炭素とアセトンはバック・プレッシャ調整装置出口経由で排出した。その後、さらに洗浄プロセスを超臨界二酸化炭素中で混合された溶剤を除去するために行なった。洗浄プロセスの後に、CO2は、チャンバからゆっくり流出させた。一旦CO2が完全に削除されたならば、フィルタ上の、および壁上の粒子を分析のために収集した。粒子は、Mastersizer2000(商品名:モールヴァン・インストルメンツ株式会社製(ウースタシア、英国))のレーザー回析によって特徴を見た。
さらなる実験を実験例1で使用した装置で行った。プロセス・パラメーターは、2.1ml/分と最小だったメーキャップ剤の流れ速度を除いて、実験例1と同じ値にセットした。
さらなる実験を再現性の制御のために実験例1で使用した装置で行った。プロセス・パラメーターは、実験例1と同じ値にセットした。
またさらなる実験を実験例1で使用した装置で行った。プロセス・パラメーターは、1.4ml/時間だったメーキャップ剤の流れ速度を除いて、実験例1と同じ値にセットした。
またさらなる実験を実験例1で使用した装置で行った。使用したノズルは、同じ種類の新しい生産ノズルに交換した。プロセス・パラメーターは、実験例1と同じ値にセットした。
米国特許第7,108,867号および米国特許出願第2007009604号(WO2002058674)はプロセスについて記述している。このプロセスでは、粒子形成物質は、マイナスの温度依存性を有する溶解性を有する薬剤(agent)とともに水に溶解され、超臨界流体は、水混和性と超臨界流体混和性との両方を有する液体を含んでいる。そのプロセスは、薬剤の雲り点よりも高い温度で行なわれる。
米国特許第6,461,642号(WO0030613)は、プロセスについて記述している。このプロセスでは、粒子形成物質を含んでいる溶液と混合する前に、水が超臨界流体に含まれている。
さらに、米国特許第5,851,453号(WO9501221)、米国特許第6,063,188号および米国特許出願第2006073087号(WO9600610)を参照されたい。
a)0.1μmあるいは0.5μmを下限とし、20μm以下の範囲、例えば10μm以下、5μm以下、3μm以下または2μm以下の平均粒径、および/または、
b)粒子の80%以上が、30μm以下の幅の範囲、例えば20μm以下、15μm以下、10μm以下、5μm以下、3μm以下または2μm以下の範囲にある粒径分布。例えば1μm以下または0.5μm以下のように、さらに幅が小さい一群を考えることができ、それらの粒子群は好ましくは3μm以下の平均粒径である、および/または、
c)粒子の少なくとも80%以上が、75%以下の幅を有するサイズの範囲内、例えば、平均粒径の±50%以下または±25%以下である粒径分布。
(i)スプレーノズル(101,201、301)内において、流れ条件下で、粒子形成物質が溶媒内に溶解または分散した溶液流れ(102,202)と、逆溶剤として作用することができるとともに、亜臨界状態、または、より好ましくは超臨界状態にある流体流れ(103,203)と、を混合する工程と、
(ii)工程(i)で得られた混合物を、スプレー(204)の形態で、ノズル(101,201,301)のスプレー出口(109,209,309)を通過させる工程と、
(iii)混合物から粒子を分離して収集する工程と、
を備える。溶液流れ(102,202)における体積流量と流体流れ(103,203)における体積流量との割合、および/または、溶液内における粒子形成物質の濃度は、混合物における粒子の核生成および粒子形成を促進するために選択される。ノズル(101,201,301,401,501)は、工程(iii)が実施される粒子収集チャンバ(105,405,505)とスプレー連通する。ここでのスプレー連通とは、スプレーが収集チャンバ内に向けられていることを意味する。
A)追加工程であって、
(iv)a)前記工程(iii)の間に前記物質中で消費された後に溶液と流体との混合物を収集するサブ工程と、b)流体を溶媒から分離するサブ工程と、c)サブ工程(b)において分離された流体を流体流れ(103,203)に再循環させるサブ工程(106,206)と、を有するシーケンスを実行する工程、および/または
(v)1つ以上のメイクアップ薬剤(107,207)を流体流れ(103,203)に、すなわち、混合位置(108)の上流の位置に供給する工程と
を備える追加工程、および/または、
B)同一の生産構成に属する、分離した2つ以上のスプレーノズル(401a,b,・・・,501a,b・・・)内で少なくとも工程(i)と工程(ii)とを同時に実施する工程と
を備え、
同一の生産構成には、
(a)同一の粒子収集チャンバ(405)とスプレー連通して配置された少なくとも2つのノズル、および/または、
(b)少なくとも1つのノズル(501a,b・・・)を備える(スプレー連通した状態で配置される)2つ以上の粒子収集チャンバ(505a,b・・・)の各々
とともにスプレーノズルとスプレー連通する1つ、2つまたはそれ以上の粒子収集チャンバが存在する。
a)流体の入口(111,113,211,213)を有する内部移送導管(210または212、310または312)と、溶液の入口(111,113,211,213)を有する内部移送導管(210または212、310または312)と、内部移送導管(210,212,310,312)の下流で流体と溶液とを互いに混合するための混合構成(114,214,314)と、を備えるスプレーノズル(101,201,301)と、スプレー出口(109,209,309)と、
b)スプレー出口(109)と、生成された粒子を溶液と流体との混合物から分離し収集するための分離機能部(115)(すなわち粒子収集チャンバ)と、を収容するチャンバ(105)と、
c)ノズル(101,201)の流体入口(111,113,211,213)に流体(103,203)を移動させるための、ノズル外部の移送導管(116,216)と
を備える。
前記(b)での用語「収容する」は、スプレーが粒子収集チャンバ(105)に向けられること、つまり、チャンバとスプレー連通することを意味している。
a)メイクアップ薬剤(107,207)、および/または、混合構成(114,214)の上流の流体流れ(103,203)における所定位置でプロセス(方法)に以前使用された流体(106,206)を、例えば、入口/導管(117/139,217/239および118/119,218/219のそれぞれ)を介してプロセスの流体流れ(103,203)へ導入するための1つ以上の入口導管、および/または、
b)2つ以上のスプレーノズル(401a,b・・・,501a,b・・・)であって、それらのうちの少なくとも2つが、
i)同一の収集チャンバ(405)、および/または、
ii)少なくとも1つ2つまたはそれ以上のスプレーノズルを収容する異なる収集チャンバ(505a,b・・・)
とスプレー連通して配置される2つ以上のスプレーノズル(401a,b・・・,501a,b・・・)、および/または、
c)プロセスにおいて使用された流体(106,206)を少なくとも1つの入口(118,218)を介して流体流れ(103,203)へ、すなわち、混合構成(114,214)の上流の所定位置において循環させるための循環機能部(118+119+120,218+219)
を備えていることである。
既述のように、スプレーノズルは、スプレー(ジェット)を形成することができる出口(109,209,309)と、溶液を流体と混合するための構成(214,314)と、流体および溶液用の内部移送導管(210,212,310,312)と、を備えている。好ましい変形例では、ノズルは、さらに、混合構成(214)の一部分としての混合微小孔(214’)、および/または、混合構成(214)からスプレー出口(109)へ混合物を導く出口移送導管(230)を備える。出口導管(230)および混合孔(214’)の両方がある場合、それらは、部分的にあるいは完全に一致し得る。好ましい変形例では、本技術分野で公知のスプレーノズルについて上述したように、上記移送導管(210,212,310,312)の1つは、他の移送導管の内部にあり、好ましくは、互いに同軸である。
a)下流部分(231)の表面を、円筒状導管(238)の軸線に対して90°よりも大きいかあるいは小さい角度で合流する点で構成するか、あるいは、
b)円筒状導管(238)を円錐形にすること
によって達成できる。
90°とは異なる合流角度がこのように作られる場合、対応する湾曲を有する上流部分の対になった表面を構成することも適切である。
本発明の構成は、少なくとも1つの粒子収集チャンバ(105,405,505)を備える。粒子収集チャンバは、少なくとも1つのスプレーノズル(101,401a,b...,501a,b..)を備え得る。
メイクアップ薬剤は、混合において亜臨界状態または超臨界状態にある流体が存在する場合に、粒子の平均サイズ、サイズ分布および/または形態に影響を及ぼす薬剤である。
A)流体(ノズル(201)内の)用の内部移送導管(210)に、および/または、
B)流体をノズル(101,201)に導く外部移送導管(116,216)、例えば加熱機能部(141)内に、および/または、
C)外部移送導管(116)の上流の所定位置での構成に、例えば、流体用の外部移送導管(116)の上流端に直接的または間接的に取り付けられる流体用貯留タンク(122)に、外部移送導管(116)に沿って配置された加熱位置(141)に
接続される個別の(分離された)入口導管(217)を介することができる。
実例としての超臨界流体は、室温および大気圧において、気体である。それらは、典型的には、溶液中に溶解された粒子形成物質に対して、散布剤および逆溶剤として作用することができるように選択される。それらが選択されることができる特定の化合物/成分は、二酸化炭素(Pc=74バールおよびTc=31℃)、亜酸化窒素(Pc=72バールおよびTc=36℃)、六フッ化硫黄(Pc=37バールおよびTc=45℃)、エタン(Pc=48バールおよびTc=32℃)、エチレン(Pc=51バールおよびTc=10℃)キセノン(Pc=58バールおよびTc=16℃)、トリフルオロメタン(Pc=47バールおよびTc=26℃)およびクロロトリフルオロメタン(Pc=39バールおよびTc=29℃)および混合物である。Pcは臨界圧を表し、Tcは臨界温度を表している。
本発明の説明における用語「物質」は、変態される典型的な物質が、単一の化合物を表す場合や、同様の化学的および物理的な特性を有する化合物の混合物を表す場合であっても、単一の化合物と、化合物の混合物とを含む広い意味で解釈されるべきである。本発明の方法で粒子に変態される多くの物質は、生物学的に活性を有しており、あるいは、化合物で媒体、添加剤、賦形剤などとして作用し、粒子は本発明によるそれらの生産の後に化合物に組み入れられる。最も重要な物質は、薬理学的な意味で使用され、「生物学的に活性を有する」という用語は、ほとんど、「治療上有効な」ことを意味する。物質は、本発明で使用される溶液中において所望の濃度で、水溶性あるいは非水溶性であってもよい。それらは、ポリペプチド構造、および/または、非ポリペプチド構造、例えば、ヌクレオチド構造、炭水化物構造、脂質構造、ステロイド構造、ホルモン、鎮静剤、抗炎症性の物質などを示してもよい。
実験例1:
メイクアップ薬剤4.2mil/分のアセトンで改められた125g/分の超臨界二酸化炭素(約150ml/分)と一緒に、個別の高速液体クロマトグラフィーポンプを1.4ml/分で使用して、セトン中の2%w/vブデソニド溶液を、図1の構成に配置された図2のノズルへ導入した(再循環能力を除く)。このシステムでの圧力は100気圧であった。また、温度は60℃であった。流れはすべて、ノズル内で、粒子収集チャンバ中で形成され収集されたブデソニド粉末と接触する。超臨界二酸化炭素およびアセトンは、背圧調整器の出口経由で排出した。その後、さらなる洗浄プロセスを、超臨界二酸化炭素中で混合された溶媒を除去するために実施した。洗浄プロセスの後に、二酸化炭素は、チャンバからゆっくり流出させた。二酸化炭素が完全に除去された後、フィルタ上の粒子および壁上の粒子を分析のために収集した。粒子は、Mastersizer2000(モールヴァン・インストルメンツ株式会社、ウースタシア、英国)のレーザー回析によって特徴を見た。
さらなる実験を実験例1で使用した装置で行った。プロセス・パラメーターは、2.1ml/分としたメイクアップ薬剤の流速を除いて、実験例1と同じ値にセットした。
さらなる実験を再現性の制御のために実験例1で使用した装置で行った。プロセス・パラメーターは、実験例1と同じ値にセットした。
さらなる実験を実験例1で使用した装置で行った。プロセス・パラメーターは、1.4ml/時間としたメイクアップ薬剤の流速を除いて、実験例1と同じ値にセットした。
さらなる実験を実験例1で使用した装置で行った。使用したノズルは、同じ種類の新たに製造されたノズルに交換した。プロセス・パラメーターは、実験例1と同じ値にセットした。
Claims (27)
- 一群の物質の粒子を生成する方法であって、前記物質が粒子成形加工物質であり、その生産構造において、前記粒子は、主として、平均粒子直径および/またはサイズ分布として測定される前もって定義したサイズ及び/または形態を持ち、次のステップを含む。
i)スプレーノズル(101、201)内の混合、および流れの下での混合は、液状の溶液(102,202)の流れを条件とし、その中で物質は亜臨界状態あるいは好ましくは超臨界状態である流体(103,203)の流れで溶かされるか分散し、溶液での溶剤の種類、流体の種類、および溶液のボリュームの割合は、流体の体積に応じて、核形成及び混合物での物質の粒子形成を促進するために選択され、そして
ii)チャンバ(105,205)などの粒子収集容器中へノズル(101,201,301)のスプレー出口(109,209,309)によるスプレー(204)の形で通過するよう前記混合物を通し、そして
iii)前記容器内で前記混合物から前記粒子を分離して集める方法において、流体の流れ(103,203)に1つ以上のメーキャップ剤(107,207)を供給する補足ステップを有することを特徴とする方法。 - 請求項1の方法において、混合時の流体の流れおよび溶液の流れの割合及びメーキャップ剤の割合および種類は、混合後に単一の流体の状態を維持するために選択されていことを特徴とする方法。
- 請求項1または2のうちのいずれかの方法において、シーケンスを実行する補足ステップが、
a)ステップ(iii)の間に前記物質中で消耗した後に溶液と流体の混合物を収集し、
b)分離機能部(120)中の溶液の溶剤から流体を分離し、
そして、
c)前記流体の流れ(103)へステップ(b)中で分離された流体を再循環(106,206)させる
ことを特徴とする方法。 - 請求項1から3のうちのいずれかの方法において、再循環した流体は、前記メーキャップ剤の少なくとも一つを例えば残余量の溶剤の形態で含むことを特徴とする方法。
- 請求項4の方法において、テップ(i)および(ii)は、2つ以上の別個のスプレーノズル(401a、b...)の中で実行され、それらノズルは、粒子収集容器(505a、b...)を備えた生産構造に属し、該容器(505a、b...)はそれぞれ少なくとも1つのノズル(501a、b...)を含んでいることを特徴とする方法。
- 請求項1から5のうちのいずれかの方法において、a)2つ以上の前記ノズルが本質的に同一のものであり、及び/または
b)少なくとも2つ以上の前記ノズル中で2つの粒子形成を同時に実行することを特徴とする方法。 - 請求項1から6のうちのいずれかの方法において、ステップ(i)および(ii)は、2つ以上の別個のスプレーノズル(401a、b...)の中で実行され、それらノズルは、粒子収集容器(505a、b...)を備えた生産構造に属し、該容器(505a、b...)はそれぞれ少なくとも1つのノズル(501a、b...)を含んでいることを特徴とする方法。
- 請求項1から7のうちのいずれかの方法において、
混合時に流体とともに流れる少なくとも一または二以上の前記メーキャップ剤の体積流量速度が流体の流れの濃度を与え、飽和しておらず、かつ流体の流れの体積流量速度の0.01−20%の範囲内で選択されていることを特徴とする方法。 - 請求項1から8のうちのいずれかの方法において、前記メーキャップ剤が室温と大気圧で液体であることを特徴とする方法。
- 請求項1から9のうちのいずれかの方法において、一またはそれ以上の前記メーキャップ剤の少なくと一つが、溶液と流体の混合物中で、前記粒子形成物質の核生成および粒子形成を促進する、粒子を形成する物質のための反溶剤であることを特徴とする方法。
- 請求項1から10のうちのいずれかの方法において、一またはそれ以上の前記メーキャップ剤が粒子を形成する物質の可溶化を促進しする、粒子を形成する物質のための溶剤であることを特徴とする方法。
- 請求項1から11のうちのいずれかの方法において、混合は、流体の流れおよび溶液の流れの合流により始まり、合流角度は0°から180°の範囲で選択された角度であり、好ましくは30°から150°の範囲、および絶対的な好ましい角度は90°であることを特徴とする方法。
- 請求項1から12のうちのいずれかの方法において、
A)ノズル(201,301)が以下を含み、
a)それぞれ溶液用、流体用の2本の内部輸送導管(202,203,203,303)であって、該導管は少なくともそれらの上流部分において共軸であり、それらの下流端(238,234)は互いに合流しており、
b)後続および/または一致する混合配置構造(214,314)、
c)スプレー出口(209,309)、そして
B)前記混合配置で前記ステップ(i)を、前記スプレー出口で前記ステップ(ii)を実行することを特徴とする方法。 - 請求項13の方法において、
a)2本の内部輸送導管(210,212,310,312)のうちの1つの下流側の部品(238,342)は円筒状であり、別の導管と合流する位置で円筒状の流れを与え、そして、導管の他の1つの下流側の部品(234,334)は円盤状であり、環状の流れを与え、円筒状の流れの軸と一致する中心から放射状に外へでる流れとなり、2本の導管間の合流角度は、30°から150°の範囲で選択されており、そして
b)2本の内部輸送導管(210,212,310,312)の合流で環状の上流端、下流端で、混合配置構造(214,314)が環状をなし、そして
c)スプレー出口(209)は環状であり、上流側で混合配置構造の環状の下流端と通じることを特徴とする方法。 - 請求項14の方法において、2本の共軸の内部輸送導管(210,212)の内側の一本(212)は、その下流端(238)において円筒状であり、また、外側の一本(210)は、その下流端(234)で円盤状であることを特徴とする方法。
- 請求項14の方法において、2本の共軸の内部輸送導管(310,312)の外側の一本(310)は、その下流端(342)において円筒状であり、また、内側の一本(312)は、その下流端(334)で円盤状であることを特徴とする方法。
- 請求項13から16のうちのいずれかの方法において、溶液は、内部輸送導管(210,212,310,312)の内側のもの(212,312)により流れ、内部輸送導管は上流端で共軸であり、そして流体は、これらの導管25(210,212,310,312)の外側のもの(210,310)により流れることを特徴とする方法。
- 請求項13から16のうちのいずれかの方法において、液体は、内部輸送導管(210,212,310,312)の内側のもの(212,312)により流れ、内部輸送導管は上流端で共軸であり、そして流体は、これらの導管25(210,212,310,312)の外側のもの(210,310)により流れることを特徴とする方法。
- 請求項1から19のうちのいずれかの方法において、一またはそれ以上の前記メーキャップ剤が、粒子を形成する物質を含んでいる溶液の溶剤中の成分のうちの1つと同じ種類であることを特徴とする方法。
- 請求項1から19のうちのいずれかの方法において、一またはそれ以上の前記メーキャップ剤が、粒子を形成する物質を含んでいる溶液の溶剤中の成分のうちの1つと同じ種類であることを特徴とする方法。
- 請求項1から20のうちのいずれかによる方法において、前記物質が薬理学的にアクティブなものであることを特徴とする方法。
- 製薬の調合方法において、治療上有効な成分を含み、該成分が媒体、添加物などと一緒に存するものにおて、成分の少なくとも1つは、調合の製造過程で請求項1から21のいずれかによって生産された粒子の形で使用されることを特徴とする方法。
- 請求項1から21のうちのいずれかの方法によって溶液から粒子を生産するための生産構造であって、
a)流体の輸送導管(210,212,310,312)を有するスプレーノズル(101,201,301)、溶液輸送導管(210,212,310,312)、及び流体との混合のための混合構造(114,214,314)を備え、そして溶液は互いに内部輸送導管(210,212,310,312)及びスプレー出口(109,209,309)の下流で混合され、
b)ノズルのスプレー出口(109)が置かれる粒子収集チャンバー(105)とスプレーノズルからの溶液と流体の混合物中で、生産された粒子を分離し収集するための機能部(115)を備え、また
c)ノズル(101,201)の流体輸送導管(210,212,310,312)に流体(103、203)を転送するため、ノズル外部に輸送導管(116,216)を有する
ものにおいて、
(i)メーキャップ剤を導入するための、および/または生産構造(117,118および217,218、)においてそれぞれで使用された流体を生産構造での生産に再利用するための流体の流れ(103,203)に使用される1本以上の入り口導管であって、混合構造(114,214)に上流側の流体の流れの位置に配されるもの、及び
ii)入り口導管(118,218)の一つを介する流体の流れ(103,203)へ、プロセスで再使用するための流体(106,206)を再循環させる機能部(118+119+120,218+219)であって、混合構造(114,214)に上流側に位置するものをオプションとして備えることを特徴とする生産構造。 - 請求項23の生産構造において、同じ粒子収集チャンバー(405)に置かれている少なくとも2つ(401a、b...)以上の、及び/または、少なくとも異なる粒子収集チャンバー(505a、b...)に置かれている2つ(501a、b...)のスプレーノズル(401a、b..、501a、b...)を備え、各粒子収集チャンバーは、少なくとも1つ、2つあるいはそれ以上スプレーノズルを含んでいることを特徴とする生産構造。
- 請求項23または24の生産構造において、前記スプレーノズルが請求項12から19のいずれかに記載のものであることを特徴とする生産構造。
- 請求項23から25のいずれかの生産構造において、前記スプレーノズルが請求項14から16のいずれかに記載のものであることを特徴とする生産構造。
- 請求項23、25、26のいずれかの生産構造と請求項24の生産構造とを組み合わせてなる生産構造において、二つ、好ましくは全ての前記二つあるいはそれ以上のノズルが、同一のものであり、前もって定義したサイズおよび形態的特性を持っている粒子の個数を生産することができるものであることを特徴とする生産構造。
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