JP2014169250A - Liquid preparation sterilization method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid preparation sterilization method that can satisfy the sterility assurance level 10, can sufficiently suppress a decrease in the concentration of active ingredients, and is applicable to a wide range of liquid preparations.SOLUTION: A liquid preparation sterilization method comprises the step of irradiating a liquid preparation (excluding a protein preparation and a synthetic polymer preparation) in a frozen state with radiation.

Description

本発明は、液体製剤の滅菌方法に関する。   The present invention relates to a method for sterilizing a liquid preparation.

医薬品の滅菌方法には、高圧蒸気滅菌、ろ過滅菌、無菌操作法、放射線滅菌等が存在する。   Examples of pharmaceutical sterilization methods include high-pressure steam sterilization, filtration sterilization, aseptic operation, and radiation sterilization.

しかしながら、高圧蒸気滅菌は、成分の劣化による有効成分濃度の低下、変質、臭い、着色が生じる場合があり、広く利用することができない。また、ろ過滅菌及び無菌操作法の無菌性保証水準(sterility assurance level、SAL)は10−3であり、本来の滅菌に求められる10−6(100万個の製品あたり1個の製品に菌が残る可能性があるレベル)に達していない。また、液体製剤に放射線を照射すると、有効成分の分解による有効成分濃度の低下、着色等の問題が生じる場合がある。このため、滅菌目的で液体製剤に放射線を照射している事例は少ないのが現状である。 However, high-pressure steam sterilization may cause a decrease in active ingredient concentration due to deterioration of components, alteration, odor, and coloring, and cannot be widely used. In addition, the sterility assurance level (SAL) of filtration sterilization and aseptic operation methods is 10 −3 , and 10 −6 (1 product per 1 million products) is required for original sterilization. The level that may remain is not reached. Moreover, when a liquid formulation is irradiated with radiation, problems such as a decrease in active ingredient concentration due to decomposition of the active ingredient and coloring may occur. For this reason, there are few cases where the liquid preparation is irradiated with radiation for the purpose of sterilization.

例えば、特許文献1には、ポビドンヨードと水とヨウ化物とを混合して作製したポビドンヨード溶液に、10kGy以上50kGy以下の放射線を照射して滅菌された、ポビドンヨード製剤が記載されている。特許文献1によれば、ポビドンヨードに所定のヨウ化物を混合することにより、放射線の照射による有効ヨウ素の減衰が好適に抑制される。   For example, Patent Document 1 describes a povidone iodine preparation that is sterilized by irradiating a povidone iodine solution prepared by mixing povidone iodine, water, and iodide with radiation of 10 kGy to 50 kGy. According to Patent Document 1, attenuation of effective iodine due to radiation irradiation is suitably suppressed by mixing predetermined iodide with povidone iodine.

特開2011−26248号公報JP 2011-26248 A

しかしながら、特許文献1の方法では、有効成分濃度の低下の抑制が不十分な場合がある。また、特許文献1の方法は、ポビドンヨード以外の液体製剤には適用できない場合がある。   However, in the method of Patent Document 1, suppression of the decrease in the active ingredient concentration may be insufficient. Moreover, the method of patent document 1 may not be applied to liquid formulations other than povidone iodine.

そこで、本発明は、無菌性保証水準10−6を満たすことができ、有効成分濃度の低下を十分に抑制することができ、広範囲の液体製剤に適用可能な液体製剤の滅菌方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a method for sterilizing a liquid preparation that can satisfy a sterility assurance level of 10-6 , can sufficiently suppress a decrease in the concentration of an active ingredient, and can be applied to a wide range of liquid preparations. With the goal.

本発明は、凍結状態の液体製剤(タンパク質製剤及び合成高分子製剤を除く)に、放射線を照射する工程を含む、液体製剤の滅菌方法を提供する。   The present invention provides a method for sterilizing a liquid preparation, comprising a step of irradiating a frozen liquid preparation (excluding protein preparation and synthetic polymer preparation) with radiation.

上記本発明の滅菌方法によれば、無菌性保証水準10−6を満たすことができる。また、液体製剤の有効成分濃度の低下を十分に抑制することができる。さらに、広範囲の液体製剤に適用することができる。 According to the sterilization method of the present invention, the sterility assurance level 10 −6 can be satisfied. Moreover, the fall of the active ingredient density | concentration of a liquid formulation can fully be suppressed. Furthermore, it can be applied to a wide range of liquid preparations.

上記の放射線は、8kGyを超える放射線であることが好ましく、12kGyを超える放射線であることが好ましい。   The radiation is preferably radiation exceeding 8 kGy, and preferably radiation exceeding 12 kGy.

照射する放射線の線量が高いほど滅菌効果を高めることができる。一般的には、放射線の照射線量を高めると、有効成分濃度の低下がより大きくなる。これに対し、本発明によれば、12kGyを超える線量の放射線を照射しても、有効成分濃度の低下を十分に抑制することができる。   The sterilization effect can be enhanced as the dose of radiation to be irradiated increases. Generally, when the radiation dose is increased, the decrease in the active ingredient concentration becomes larger. On the other hand, according to this invention, even if it irradiates the radiation of the dose exceeding 12 kGy, the fall of an active ingredient density | concentration can fully be suppressed.

図1は、放射線が物質に照射されたときの反応を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a reaction when a substance is irradiated with radiation. 図2は、グルコン酸クロルヘキシジン製剤への放射線照射において、温度とグルコン酸クロルヘキシジンの濃度との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between temperature and the concentration of chlorhexidine gluconate during irradiation of a chlorhexidine gluconate formulation. 図3a及びbは、氷結晶に放射線が照射された場合の影響を説明する図である。FIGS. 3a and 3b are diagrams for explaining the influence when radiation is applied to ice crystals. 図4は、氷に放射線が照射された場合の挙動を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a behavior when radiation is irradiated to ice. 図5は、グルコン酸クロルヘキシジンのHPLCの結果を示すクロマトグラフである。FIG. 5 is a chromatograph showing the HPLC results of chlorhexidine gluconate. 図6は、グルコン酸クロルヘキシジンの紫外吸収の測定結果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the measurement results of ultraviolet absorption of chlorhexidine gluconate.

(放射線の作用)
図1は、放射線が物質に照射されたときの反応を説明する図である。放射線が物質に入った場合、加速粒子又は電磁波から放出されたエネルギーによる軌道(スパー)において、ランダムで局所的な反応が起こる。
(Action of radiation)
FIG. 1 is a diagram illustrating a reaction when a substance is irradiated with radiation. When radiation enters a substance, a random and local reaction occurs in an orbit (spar) due to energy emitted from accelerated particles or electromagnetic waves.

例えば、低濃度の水溶液に常温で電子線を照射すると、量的に最も多い水の分解により様々な活性種(ラジカル及び安定分子)が生成される。具体的には、下記式(I)に示す反応により、最終的に6種の活性種が生成されることが知られている。また、これらのラジカルの多くは約10−9秒でスパー内反応が終了し、10−8秒で拡散が終了する。例えば、発生する活性種のなかでも反応性が高いOHラジカルは、寿命が70ナノ秒と短い。このため、OHラジカルの運動速度が仮に10m/秒であったとしても移動距離は約20nm程度と短い。そこで、OHラジカルは、スパー内部のラジカル周辺に存在するものと反応する。このように、ラジカルは、生成後短時間のうちに近接する溶質(RH)及び溶媒と反応し、その後、下記式(II)〜(V)に示すラジカル同士又は溶質との反応により失活する。 For example, when an aqueous solution having a low concentration is irradiated with an electron beam at room temperature, various active species (radicals and stable molecules) are generated by the most quantitative decomposition of water. Specifically, it is known that six kinds of active species are finally produced by the reaction shown in the following formula (I). Most of these radicals complete the intra-spar reaction in about 10 −9 seconds, and the diffusion ends in 10 −8 seconds. For example, among the generated active species, the highly reactive OH radical has a short lifetime of 70 nanoseconds. For this reason, even if the movement speed of the OH radical is 10 9 m / sec, the moving distance is as short as about 20 nm. Therefore, OH radicals react with those present around radicals inside the spar. Thus, the radical reacts with the solute (RH) and the solvent that are close to each other within a short time after generation, and then deactivates by the reaction between the radicals shown in the following formulas (II) to (V) or the solute. .

一方、同時に生成される過酸化水素等の安定分子は、寿命が長いため拡散により系内に広がり反応する。具体的には、下記式(VI)に示す反応等により、系内に拡散した安定分子が経時的に溶質に作用すると考えられる。以上のように、水溶液中では、放射線により発生した活性種による溶質の分解が起こり、有効成分濃度の低下が起こると考えられる。   On the other hand, stable molecules such as hydrogen peroxide produced at the same time have a long life and spread into the system by diffusion and react. Specifically, it is considered that stable molecules diffused in the system due to the reaction represented by the following formula (VI) or the like act on the solute over time. As described above, in an aqueous solution, it is considered that decomposition of a solute by active species generated by radiation occurs, and a decrease in active ingredient concentration occurs.

O→eaq +・H+・OH+H+H+H …(I)
aq +H→・H+HO …(II)
・OH+H→HO+・H …(III)
aq +H→・OH+OH …(IV)
RH+・OH→R+HO …(V)
RH+H→R+HO+OH …(VI)
H 2 O → e aq + · H + · OH + H 2 + H 2 O 2 + H 3 O + (I)
e aq + H 3 O + → H + H 2 O (II)
・ OH + H 2 → H 2 O + · H (III)
e aq + H 2 O 2 → OH + OH (IV)
RH + .OH → R + H 2 O (V)
RH + H 2 O 2 → R + H 2 O + OH (VI)

下記表1に示すように、77Kで氷にγ線を照射した場合の電子スピン共鳴(ESR:Electron Spin Resonance)測定の結果、OHラジカルやOOHラジカルが発生することが知られている。   As shown in Table 1 below, it is known that OH radicals and OOH radicals are generated as a result of electron spin resonance (ESR) measurement when γ-rays are irradiated with ice at 77K.

Figure 2014169250
Figure 2014169250

しかしながら、発生したラジカルは、氷の結晶内に存在するため移動が制限される。後述する実験例12において示すように、精製水を凍結させた氷に放射線を照射した結果、氷はグレーに着色することが明らかとなった。これは、氷に放射線を照射すると氷結晶内にカラーセンターが生成されるとともに、結果的に電子が氷結晶内に捕集されることを示している。この結果、生成されるラジカルの量が少なくなり、溶質への加速電子やラジカルの作用が緩和されると考えられる。このことが、有効成分濃度の低下の抑制に寄与していると考えられる。   However, the generated radicals are restricted in movement because they exist in ice crystals. As shown in Experimental Example 12 to be described later, as a result of irradiating the ice frozen with purified water with radiation, it became clear that the ice was colored gray. This indicates that when the ice is irradiated with radiation, a color center is generated in the ice crystal and, as a result, electrons are collected in the ice crystal. As a result, it is considered that the amount of radicals generated is reduced and the action of accelerated electrons and radicals on the solute is alleviated. This is considered to have contributed to suppression of the fall of an active ingredient density | concentration.

(液体製剤)
液体製剤としては、水溶液、懸濁液、ゲル等の製剤が挙げられる。より具体的には、注射剤、輸液剤、点眼剤、透析溶剤、外用液剤等が挙げられる。ここで、液体製剤の有効成分は、放射線照射による有効成分濃度の低下の抑制の効果が高いことから、分子量約1万以下の低分子化合物であることが好ましい。後述する実験例13において示すように、凍結状態で放射線照射した液体製剤中の低分子化合物は、水和によりエネルギー的に安定化される。低分子化合物のこのような挙動は、より高分子であるタンパク質や合成高分子とは異なっていると考えられる。このため、低分子化合物は、タンパク質や合成高分子よりも、凍結状態での放射線照射による有効成分濃度の低下の抑制の効果が高いと考えられる。
(Liquid preparation)
Examples of liquid preparations include aqueous solutions, suspensions, gels and the like. More specifically, an injection, an infusion, an eye drop, a dialysis solvent, a liquid for external use and the like can be mentioned. Here, the active ingredient of the liquid preparation is preferably a low molecular compound having a molecular weight of about 10,000 or less because it has a high effect of suppressing a decrease in the concentration of the active ingredient due to irradiation. As shown in Experimental Example 13, which will be described later, a low molecular compound in a liquid preparation irradiated with radiation in a frozen state is energetically stabilized by hydration. Such behavior of low molecular weight compounds is considered to be different from proteins and synthetic polymers which are higher polymers. For this reason, it is thought that a low molecular weight compound has the effect of suppressing the fall of the active ingredient density | concentration by the radiation irradiation in a frozen state higher than protein and a synthetic polymer.

(凍結状態)
凍結状態とは、液体製剤の溶媒(水)が凍っている状態であり、大気圧下においては約0℃以下の状態である。好ましい凍結温度に下限は存在しないが、温度が低いほど凍結にコストがかかる観点から、−80℃程度を下限としてもよい。液体製剤の凍結には、一般的なフリーザーを用いてもよいし、液体窒素等の冷却媒体を用いてもよい。凍結する液体製剤は、無菌性を確保する観点から、密封容器に収容されていることが好ましい。
(Frozen state)
The frozen state is a state where the solvent (water) of the liquid preparation is frozen, and is a state of about 0 ° C. or less under atmospheric pressure. Although there is no lower limit to the preferred freezing temperature, about −80 ° C. may be set as the lower limit from the viewpoint that the lower the temperature, the more expensive the freezing. For freezing the liquid preparation, a general freezer may be used, or a cooling medium such as liquid nitrogen may be used. The liquid preparation to be frozen is preferably contained in a sealed container from the viewpoint of ensuring sterility.

密封容器の材質としては、保形性、耐薬品性、無菌状態を維持できるバリア性等を備えたものであれば特に限定されず、例えば、ガラスやプラスチックが挙げられる。プラスチックとしては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、環状ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。密封容器は、これらの材質からなる多層構造を有していてもよい。   The material of the sealed container is not particularly limited as long as it has a shape retaining property, chemical resistance, and a barrier property capable of maintaining a sterilized state, and examples thereof include glass and plastic. Examples of the plastic include polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyamide, cyclic polyolefin, and polyvinyl chloride. The sealed container may have a multilayer structure made of these materials.

(放射線の照射)
放射線としては、電子線、γ線、X線等を使用できる。放射線照射装置としては、通常の医薬品の放射線照射で使用されるものを使用することができる。照射する放射線の線量は、5kGyを超えることが好ましく、8kGyを超えることがより好ましく、12kGyを超えることが更に好ましい。放射線の線量が高いほど滅菌効果が高い。しかしながら、高い線量においては有効成分濃度の低下がより大きくなるため、放射線の線量の上限は、例えば、約100kGyであることが好ましい。
(Radiation irradiation)
As the radiation, electron beam, γ-ray, X-ray or the like can be used. As a radiation irradiation apparatus, what is used by the radiation irradiation of a normal pharmaceutical can be used. The dose of radiation to be irradiated is preferably more than 5 kGy, more preferably more than 8 kGy, and still more preferably more than 12 kGy. The higher the radiation dose, the higher the sterilization effect. However, the upper limit of the radiation dose is preferably about 100 kGy, for example, because the decrease in active ingredient concentration becomes larger at higher doses.

凍結状態の液体製剤に放射線を照射する。例えば、放射線照射装置に冷却機能がない場合には、ドライアイス等の冷却媒体上に凍結状態の液体製剤を設置して、放射線を照射してもよい。放射線の照射後の液体製剤は、常温又は低温で保管することができる。しかしながら、後述する実験例11で示すように、ラジカルの反応を抑制する観点から、凍結された液体製剤の融解は例えば10℃以下の低温で行うことが好ましく、保管は例えば5〜10℃の低温で行うことが好ましい。これにより、有効成分濃度の低下を更に抑制することができる。   Irradiate a frozen liquid formulation. For example, when the radiation irradiation apparatus does not have a cooling function, radiation may be irradiated by installing a frozen liquid preparation on a cooling medium such as dry ice. The liquid preparation after irradiation with radiation can be stored at normal temperature or low temperature. However, as shown in Experimental Example 11 to be described later, from the viewpoint of suppressing the reaction of radicals, the frozen liquid preparation is preferably melted at a low temperature of, for example, 10 ° C. or lower, and stored at a low temperature of, for example, 5-10 ° C. It is preferable to carry out with. Thereby, the fall of an active ingredient density | concentration can further be suppressed.

〔実験例1〕
(0.5(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤への放射線照射)
(グルコン酸クロルヘキシジン製剤の調製)
20.0(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン水溶液2.5mLに精製水を加え、全量を100mLとした。続いて、pH調整のために、1N水酸化ナトリウム水溶液を0.5mL添加し、0.5(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤を調製した。
[Experimental Example 1]
(Radiation irradiation to 0.5 (w / v)% chlorhexidine gluconate preparation)
(Preparation of chlorhexidine gluconate formulation)
Purified water was added to 2.5 mL of a 20.0 (w / v)% chlorhexidine gluconate aqueous solution to make a total volume of 100 mL. Then, 0.5 mL of 1N sodium hydroxide aqueous solution was added for pH adjustment, and the 0.5 (w / v)% chlorhexidine gluconate formulation was prepared.

(凍結処理)
調製したグルコン酸クロルヘキシジン製剤を、−80℃又は−20℃のフリーザー中で24時間以上放置し凍結させた。
(Freezing process)
The prepared chlorhexidine gluconate preparation was left to stand in a freezer at −80 ° C. or −20 ° C. for 24 hours or more to freeze.

(放射線照射)
−80℃又は−20℃で凍結させたグルコン酸クロルヘキシジン製剤に、以下の装置及び条件で30又は60kGyの電子線を均一に照射した。また、対照として、20℃のグルコン酸クロルヘキシジン製剤にも電子線を照射した。
電子加速器:ダイナミトロン電子加速器
加速電圧:5MeV
電流:20mA
(Radiation irradiation)
A chlorhexidine gluconate preparation frozen at −80 ° C. or −20 ° C. was uniformly irradiated with an electron beam of 30 or 60 kGy under the following apparatus and conditions. Moreover, the electron beam was irradiated also to the 20 degreeC chlorhexidine gluconate formulation as a control | contrast.
Electron accelerator: Dynamitron electron accelerator Acceleration voltage: 5 MeV
Current: 20 mA

(成分分析)
放射線照射後の各グルコン酸クロルヘキシジン製剤を適宜希釈し、グルコン酸クロルヘキシジンの濃度を以下の条件下で高速液体クロマトグラフ(HPLC)により定量した。
カラム:5μmオクタデシルシリル化シリカゲル、内径4.6mm、長さ250mm
カラム温度:50℃
移動相:メタノール:5%ラウリル硫酸ナトリウム水溶液:リン酸=800:200:1
流量:2.0mL/分
検出器:紫外線吸光光度計(測定波長260nm、感度0.04aufs)
(Component analysis)
Each chlorhexidine gluconate preparation after irradiation was appropriately diluted, and the concentration of chlorhexidine gluconate was quantified by high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions.
Column: 5 μm octadecyl silylated silica gel, inner diameter 4.6 mm, length 250 mm
Column temperature: 50 ° C
Mobile phase: methanol: 5% aqueous sodium lauryl sulfate solution: phosphoric acid = 800: 200: 1
Flow rate: 2.0 mL / min Detector: UV absorptiometer (measurement wavelength 260 nm, sensitivity 0.04 aufs)

表2に、放射線を照射していないグルコン酸クロルヘキシジン製剤のグルコン酸クロルヘキシジンの濃度を100%とした場合の、グルコン酸クロルヘキシジンの濃度(%)を示す。20℃のグルコン酸クロルヘキシジン製剤は、照射する放射線の線量が増加するにつれてグルコン酸クロルヘキシジンの濃度が低下した。これに対し、凍結状態のグルコン酸クロルヘキシジン製剤は、照射する放射線の線量を増加してもグルコン酸クロルヘキシジンの濃度の低下が少ないことが明らかとなった。   Table 2 shows the concentration (%) of chlorhexidine gluconate when the concentration of chlorhexidine gluconate in the chlorhexidine gluconate preparation not irradiated with radiation is 100%. The chlorhexidine gluconate formulation at 20 ° C. decreased in concentration of chlorhexidine gluconate as the dose of radiation applied increased. In contrast, the chlorhexidine gluconate preparation in a frozen state was found to have little decrease in the concentration of chlorhexidine gluconate even when the radiation dose to be irradiated was increased.

Figure 2014169250
Figure 2014169250

〔実施例2〕
(0.1(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤への放射線照射)
放射線照射時の水溶液の温度とグルコン酸クロルヘキシジンの濃度との関係を検討した。具体的には、0.1(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤に、25、5、−5、−20及び−80℃で実験例1と同様にして20kGyの電子線を均一に照射した。続いて、実験例1と同様にして、放射線照射後の各グルコン酸クロルヘキシジン製剤中のグルコン酸クロルヘキシジンの濃度を定量した。
[Example 2]
(Radiation irradiation to 0.1 (w / v)% chlorhexidine gluconate preparation)
The relationship between the temperature of the aqueous solution during irradiation and the concentration of chlorhexidine gluconate was investigated. Specifically, the 0.1 (w / v)% chlorhexidine gluconate preparation was uniformly irradiated with an electron beam of 20 kGy at 25, 5, -5, -20 and -80 ° C in the same manner as in Experimental Example 1. . Subsequently, in the same manner as in Experimental Example 1, the concentration of chlorhexidine gluconate in each chlorhexidine gluconate preparation after irradiation was quantified.

表3に、放射線を照射していないグルコン酸クロルヘキシジン製剤のグルコン酸クロルヘキシジンの濃度を100%とした場合の、グルコン酸クロルヘキシジンの濃度(%)を示す。また、図2に、この結果をグラフにしたものを示す。図2において、縦軸は放射線を照射していないグルコン酸クロルヘキシジン製剤のグルコン酸クロルヘキシジンの濃度を100%とした場合の、グルコン酸クロルヘキシジンの濃度(%)を示す。また、横軸は、放射線照射したグルコン酸クロルヘキシジン製剤の温度(℃)を示す。   Table 3 shows the concentration (%) of chlorhexidine gluconate when the concentration of chlorhexidine gluconate in the chlorhexidine gluconate preparation not irradiated with radiation is 100%. FIG. 2 shows a graph of the results. In FIG. 2, the vertical axis indicates the concentration (%) of chlorhexidine gluconate when the concentration of chlorhexidine gluconate in the chlorhexidine gluconate preparation not irradiated with radiation is 100%. The horizontal axis indicates the temperature (° C.) of the chlorhexidine gluconate preparation irradiated with radiation.

その結果、放射線を照射したグルコン酸クロルヘキシジン製剤が液体の場合と凍結状態の場合とで、グルコン酸クロルヘキシジンの濃度の低下量に差が認められた。放射線を照射したグルコン酸クロルヘキシジン製剤が凍結状態の場合に、グルコン酸クロルヘキシジンの濃度の低下の抑制が顕著に認められた。   As a result, a difference was observed in the amount of decrease in the concentration of chlorhexidine gluconate when the chlorhexidine gluconate formulation irradiated with radiation was in a liquid state and in a frozen state. When the chlorhexidine gluconate preparation irradiated with radiation was in a frozen state, the suppression of the decrease in the concentration of chlorhexidine gluconate was remarkably observed.

Figure 2014169250
Figure 2014169250

〔実験例3〕
(10.0(w/v)%アスコルビン酸製剤への放射線照射)
(アスコルビン酸製剤の調製)
アスコルビン酸10.0gを精製水に溶解し、全量を100mLとし、10.0(w/v)%アスコルビン酸製剤を調製した。
[Experimental Example 3]
(Radiation irradiation to 10.0 (w / v)% ascorbic acid preparation)
(Preparation of ascorbic acid preparation)
10.0 g of ascorbic acid was dissolved in purified water to make a total volume of 100 mL, and a 10.0 (w / v)% ascorbic acid preparation was prepared.

(放射線照射)
実験例1と同様にして、−80℃又は−20℃で凍結させたアスコルビン酸製剤に、0、10、20又は30kGyの電子線を均一に照射した。また、対照として、20℃のアスコルビン酸製剤にも電子線を照射した。
(Radiation irradiation)
In the same manner as in Experimental Example 1, an ascorbic acid preparation frozen at −80 ° C. or −20 ° C. was uniformly irradiated with an electron beam of 0, 10, 20 or 30 kGy. As a control, the ascorbic acid preparation at 20 ° C. was also irradiated with an electron beam.

(成分分析)
放射線照射後の各アスコルビン酸製剤を適宜希釈し、アスコルビン酸の濃度を以下の条件下で高速液体クロマトグラフ(HPLC)により定量した。
カラム:5μmオクタデシルシリル化シリカゲル、内径4.6mm、長さ250mm
カラム温度:30℃
移動相:精製水:リン酸=1000:2
流量:1.0mL/分
検出器:紫外線吸光光度計(測定波長275nm、感度0.04aufs)
(Component analysis)
Each ascorbic acid preparation after irradiation was appropriately diluted, and the concentration of ascorbic acid was quantified by high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions.
Column: 5 μm octadecyl silylated silica gel, inner diameter 4.6 mm, length 250 mm
Column temperature: 30 ° C
Mobile phase: purified water: phosphoric acid = 1000: 2
Flow rate: 1.0 mL / min Detector: UV absorptiometer (measurement wavelength 275 nm, sensitivity 0.04 aufs)

表4に、放射線を照射していないアスコルビン酸製剤のアスコルビン酸の濃度を100%とした場合の、アスコルビン酸の濃度(%)を示す。20℃のアスコルビン酸製剤は、照射する放射線の線量が増加するにつれてアスコルビン酸の濃度が低下した。また、経時的にアスコルビン酸の濃度の低下及び着色が発生した。アスコルビン酸の着色は、一般的には、アスコルビン酸が酸化され、デヒドロアスコルビン酸を経て着色すると考えられている。   Table 4 shows the concentration (%) of ascorbic acid when the concentration of ascorbic acid in the ascorbic acid preparation not irradiated with radiation is 100%. The ascorbic acid formulation at 20 ° C. decreased in the concentration of ascorbic acid as the dose of radiation applied increased. In addition, ascorbic acid concentration decreased and coloring occurred over time. The coloration of ascorbic acid is generally considered that ascorbic acid is oxidized and colored through dehydroascorbic acid.

これに対し、凍結状態のアスコルビン酸製剤は、照射する放射線の線量を増加してもアスコルビン酸の濃度の低下が少ないことが明らかとなった。また、凍結状態で放射線照射したアスコルビン酸製剤は、5℃で1ヶ月保管した後においても着色が見られなかった。   On the other hand, it has been clarified that the ascorbic acid preparation in the frozen state has little decrease in the concentration of ascorbic acid even when the dose of radiation to be irradiated is increased. In addition, the ascorbic acid preparation irradiated in the frozen state was not colored even after being stored at 5 ° C. for 1 month.

Figure 2014169250
Figure 2014169250

〔実験例4〕
(1.0(w/v)%リドカイン製剤への放射線照射)
(リドカイン製剤の調製)
リドカイン1.0gを希塩酸2mLに溶解した。この溶液に、精製水を加えて全量を100mLとした。続いて、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを5.0〜7.0に調整し、1.0(w/v)%リドカイン製剤を調製した。
[Experimental Example 4]
(Radiation irradiation to 1.0 (w / v)% lidocaine formulation)
(Preparation of lidocaine formulation)
Lidocaine 1.0g was melt | dissolved in dilute hydrochloric acid 2mL. To this solution, purified water was added to make up a total volume of 100 mL. Subsequently, a 0.1N aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 5.0 to 7.0 to prepare a 1.0 (w / v)% lidocaine formulation.

(放射線照射)
実験例1と同様にして、−80℃又は−20℃で凍結させたアスコルビン酸製剤に、0、15又は30kGyの電子線を均一に照射した。また、対照として、20℃のアスコルビン酸製剤にも電子線を照射した。
(Radiation irradiation)
In the same manner as in Experimental Example 1, an ascorbic acid preparation frozen at −80 ° C. or −20 ° C. was uniformly irradiated with an electron beam of 0, 15 or 30 kGy. As a control, the ascorbic acid preparation at 20 ° C. was also irradiated with an electron beam.

(成分分析)
放射線照射後の各リドカイン製剤を適宜希釈し、リドカインの濃度を以下の条件下で高速液体クロマトグラフ(HPLC)により定量した。
カラム:5μmオクタデシルシリル化シリカゲル、内径4.6mm、長さ250mm
カラム温度:30℃
移動相:0.02mol/Lリン酸緩衝液(pH3.0):アセトニトリル=11:9の溶液1000mLにラウリル硫酸ナトリウム2.88gを溶解したもの
流量:1.0mL/分
検出器:紫外線吸光光度計(測定波長254nm、感度0.04aufs)
(Component analysis)
Each lidocaine preparation after irradiation was appropriately diluted, and the concentration of lidocaine was quantified by high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions.
Column: 5 μm octadecyl silylated silica gel, inner diameter 4.6 mm, length 250 mm
Column temperature: 30 ° C
Mobile phase: 0.02 mol / L phosphate buffer (pH 3.0): A solution of 2.88 g of sodium lauryl sulfate in 1000 mL of acetonitrile = 11: 9 Flow rate: 1.0 mL / min Detector: UV absorption spectrophotometry Meter (measurement wavelength 254nm, sensitivity 0.04aufs)

表5に、放射線を照射していないリドカイン製剤のリドカインの濃度を100%とした場合の、リドカインの濃度(%)を示す。20℃のリドカイン製剤は、照射する放射線の線量が増加するにつれてリドカインの濃度が低下した。これに対し、凍結状態のリドカイン製剤は、30kGyの放射線照射後においてもリドカインの濃度の低下が少ないことが明らかとなった。   Table 5 shows the concentration (%) of lidocaine when the concentration of lidocaine in the lidocaine preparation not irradiated with radiation is 100%. The lidocaine formulation at 20 ° C. decreased the concentration of lidocaine as the dose of radiation applied increased. On the other hand, it was revealed that the lidocaine preparation in the frozen state has little decrease in the concentration of lidocaine even after irradiation with 30 kGy.

Figure 2014169250
Figure 2014169250

〔実験例5〕
(1.0(w/v)%グリチルリチン酸二カリウム製剤への放射線照射)
(グリチルリチン酸二カリウム製剤の調製)
グリチルリチン酸二カリウム1.0gを精製水に加温溶解し、全量を100mLとし、1.0(w/v)%グリチルリチン酸二カリウム製剤を調製した。
[Experimental Example 5]
(Radiation irradiation to 1.0 (w / v)% dipotassium glycyrrhizinate preparation)
(Preparation of dipotassium glycyrrhizinate preparation)
1.0 g of dipotassium glycyrrhizinate was dissolved by heating in purified water to a total volume of 100 mL to prepare a 1.0 (w / v)% dipotassium glycyrrhizinate preparation.

(放射線照射)
実験例1と同様にして、−80℃又は−20℃で凍結させたグリチルリチン酸二カリウム製剤に、0、15又は30kGyの電子線を均一に照射した。また、対照として、20℃のグリチルリチン酸二カリウム製剤にも電子線を照射した。
(Radiation irradiation)
In the same manner as in Experimental Example 1, a dipotassium glycyrrhizinate preparation frozen at −80 ° C. or −20 ° C. was uniformly irradiated with an electron beam of 0, 15 or 30 kGy. In addition, as a control, a 20 ° C. dipotassium glycyrrhizinate preparation was also irradiated with an electron beam.

(成分分析)
放射線照射後の各グリチルリチン酸二カリウム製剤を適宜希釈し、グリチルリチン酸二カリウムの濃度を以下の条件下で高速液体クロマトグラフ(HPLC)により定量した。
カラム:5μmオクタデシルシリル化シリカゲル、内径4.6mm、長さ250mm
カラム温度:40℃
移動相:0.02mol/Lリン酸緩衝液(pH3.0):アセトニトリル=65:35
流量:0.5mL/分
検出器:紫外線吸光光度計(測定波長250nm、感度0.04aufs)
(Component analysis)
Each dipotassium glycyrrhizinate preparation after irradiation was appropriately diluted, and the concentration of dipotassium glycyrrhizinate was determined by high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions.
Column: 5 μm octadecyl silylated silica gel, inner diameter 4.6 mm, length 250 mm
Column temperature: 40 ° C
Mobile phase: 0.02 mol / L phosphate buffer (pH 3.0): acetonitrile = 65: 35
Flow rate: 0.5 mL / min Detector: UV absorptiometer (measurement wavelength 250 nm, sensitivity 0.04 aufs)

表6に、放射線を照射していないグリチルリチン酸二カリウム製剤のグリチルリチン酸二カリウムの濃度を100%とした場合の、グリチルリチン酸二カリウムの濃度(%)を示す。20℃のグリチルリチン酸二カリウム製剤は、照射する放射線の線量が増加するにつれてグリチルリチン酸二カリウムの濃度が低下した。これに対し、凍結状態のグリチルリチン酸二カリウム製剤は、30kGyの放射線照射後においてもグリチルリチン酸二カリウムの濃度の低下が少ないことが明らかとなった。   Table 6 shows the concentration (%) of dipotassium glycyrrhizinate when the concentration of dipotassium glycyrrhizinate in the dipotassium glycyrrhizinate preparation not irradiated with radiation is 100%. In the dipotassium glycyrrhizinate preparation at 20 ° C., the concentration of dipotassium glycyrrhizinate decreased as the dose of radiation applied increased. On the other hand, it was revealed that the dipotassium glycyrrhizinate preparation in a frozen state showed little decrease in the concentration of dipotassium glycyrrhizinate even after irradiation with 30 kGy.

Figure 2014169250
Figure 2014169250

〔実験例6〕
(0.5(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤への放射線照射による分解生成物の検討)
グルコン酸クロルヘキシジン製剤に電子線を照射すると電子線の直接作用や活性種の影響によりグルコン酸クロルヘキシジンの分解が起きる。一般的に、グルコン酸クロルヘキシジン製剤は、光又は熱により分解し、経時的にp−クロルアニリンを生成することが知られている。グルコン酸クロルヘキシジンの分解生成物としては、p−クロルアニリニンの他に、1−(4−クロロフェニル)グアニジン及びp−クロロフェニルビグアニドが考えられる。そこで、−20℃で凍結した0.5(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤及び常温の0.5(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤に、実験例1と同様にして30kGyの電子線を照射した後、HPLCによりp−クロルアニリンを中心に分解生成物を検出した。また、電子線を照射していない0.5(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤についても分解生成物の検出を行った。
[Experimental Example 6]
(Examination of degradation products by irradiation of 0.5 (w / v)% chlorhexidine gluconate preparation)
When an electron beam is irradiated to a chlorhexidine gluconate preparation, chlorhexidine gluconate is decomposed due to the direct action of the electron beam or the influence of active species. In general, chlorhexidine gluconate preparations are known to decompose by light or heat to produce p-chloroaniline over time. As decomposition products of chlorhexidine gluconate, 1- (4-chlorophenyl) guanidine and p-chlorophenylbiguanide are considered in addition to p-chloroanilinin. Therefore, an electron beam of 30 kGy was applied to 0.5 (w / v)% chlorhexidine gluconate preparation frozen at −20 ° C. and 0.5 (w / v)% chlorhexidine gluconate preparation at room temperature in the same manner as in Experimental Example 1. After the irradiation, decomposition products were detected mainly by p-chloroaniline by HPLC. In addition, degradation products were also detected for a 0.5 (w / v)% chlorhexidine gluconate preparation not irradiated with an electron beam.

その結果、放射線を照射していない0.5(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤では、p−クロルアニリン及びp−クロロフェニルビグアニドが検出されなかった。一方、常温で放射線照射した0.5(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤では、p−クロルアニリンの生成量が約2.4ppm、p−クロロフェニルビグアニドの生成量が約1.1ppmであった。また、−20℃で放射線照射した0.5(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤では、p−クロルアニリン及びp−クロロフェニルビグアニドが検出されなかった。なお、p−クロルアニリンは、医薬品原料基準において、0.5(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤で12.5ppmまで存在することが許容されている。   As a result, p-chloroaniline and p-chlorophenylbiguanide were not detected in the 0.5 (w / v)% chlorhexidine gluconate formulation that had not been irradiated. On the other hand, in the 0.5 (w / v)% chlorhexidine gluconate formulation irradiated at room temperature, the production amount of p-chloroaniline was about 2.4 ppm and the production amount of p-chlorophenyl biguanide was about 1.1 ppm. . In addition, p-chloroaniline and p-chlorophenylbiguanide were not detected in the 0.5 (w / v)% chlorhexidine gluconate preparation irradiated at −20 ° C. In addition, p-chloraniline is allowed to be present up to 12.5 ppm in a chlorohexidine gluconate preparation in terms of pharmaceutical raw material standards.

〔実験例7〕
(滅菌効果の確認)
医薬品等の放射線滅菌線量の設定は、ISO11137−2:2006に準拠して行う必要がある。ここでは、SAL(滅菌保証水準)=10−6(100万個の製品あたり1個の製品に菌が残る可能性があるレベル)が担保されていることを、VDmax15法により検討した。
[Experimental Example 7]
(Confirmation of sterilization effect)
It is necessary to set the radiation sterilization dose of pharmaceuticals or the like in accordance with ISO11137-2: 2006. Here, it was examined by the VDmax 15 method that SAL (guarantee level of sterilization) = 10 −6 (level at which one product per 1 million products may cause bacteria to remain) was secured.

VDmax15法によると、滅菌線量15kGyにおける平均バイオバーデン0.8個の滅菌対象に対する検定線量は2.5kGyである。ここで、バイオバーデンとは、サンプルに混入している微生物の数を意味する。したがって、滅菌対象のサンプル10個に2.5kGyの放射線を均一に照射して、放射線照射後のサンプルの無菌試験を行い(菌の有無を検査)、陽性サンプル数が1個以下であれば、SAL=10−6を満たす滅菌線量は15kGyであると判断する。 According to the VDmax 15 method, the verification dose for sterilization subjects with an average bioburden of 0.8 at a sterilization dose of 15 kGy is 2.5 kGy. Here, bioburden means the number of microorganisms mixed in the sample. Therefore, 10 samples to be sterilized are uniformly irradiated with 2.5 kGy of radiation, and the sterility test of the sample after irradiation is performed (inspected for the presence of bacteria). If the number of positive samples is 1 or less, The sterilization dose satisfying SAL = 10 −6 is determined to be 15 kGy.

10mLの滅菌精製水にBacillus pumilusの芽胞を平均0.8個接種したサンプルを20個準備した。このうち10個を−20℃で凍結し、10個を常温(15℃)で保管した。続いて、実験例1と同様の方法により、各サンプルに2.5kGyの放射線を均一に照射した。放射線照射後に、各サンプルについて接種菌の生存を無菌試験により確認した。その結果、表7に示すように、常温のサンプル1個及び−20℃の凍結状態のサンプル1個において無菌試験の結果が陽性であったが、ISO11137−2:2006の基準はクリアし、滅菌線量15kGyでSAL=10−6が担保されることが示された。 Twenty samples were prepared by inoculating an average of 0.8 spores of Bacillus pumilus in 10 mL of sterile purified water. Of these, 10 were frozen at −20 ° C. and 10 were stored at room temperature (15 ° C.). Subsequently, each sample was uniformly irradiated with 2.5 kGy of radiation by the same method as in Experimental Example 1. After irradiation, the survival of the inoculum for each sample was confirmed by sterility testing. As a result, as shown in Table 7, the sterility test result was positive in one sample at normal temperature and one sample in a frozen state at −20 ° C., but the standard of ISO11137-2: 2006 was cleared and sterilization was performed. It was shown that SAL = 10 −6 is secured at a dose of 15 kGy.

Figure 2014169250
Figure 2014169250

〔実験例8〕
(滅菌効果の確認2)
ISO11137−2:2006には規定されていないが、確認のため、芽胞接種によるチャレンジ試験を実施した。10mLの滅菌精製水に、Bacillus pumilusの芽胞を1000個接種したサンプルを10個準備した。このうち5個を−20℃で凍結し、5個を常温(15℃)で保管した。続いて、実験例1と同様の方法により、各サンプルに15kGyの放射線を均一に照射した。放射線照射後に、各サンプルについて無菌試験を実施した。その結果、表8に示すように、全てのサンプルにおいて無菌試験の結果が陰性であり、無菌であることを確認した。
[Experimental Example 8]
(Confirmation of sterilization effect 2)
Although not specified in ISO11137-2: 2006, a challenge test by spore inoculation was performed for confirmation. Ten samples were prepared by inoculating 1000 Bacillus pumilus spores in 10 mL of sterile purified water. Of these, 5 were frozen at −20 ° C. and 5 were stored at room temperature (15 ° C.). Subsequently, each sample was uniformly irradiated with 15 kGy of radiation in the same manner as in Experimental Example 1. After irradiation, a sterility test was performed on each sample. As a result, as shown in Table 8, the sterility test results were negative in all samples, and it was confirmed that the samples were sterile.

Figure 2014169250
Figure 2014169250

〔実験例9〕
(放射線照射による有効成分濃度の低下に対するラジカル捕捉剤の添加の影響)
水中におけるグルコン酸クロルヘキシジンの放射線照射による分解を抑制する方法として、グルコン酸クロルヘキシジン製剤にラジカル捕捉剤を添加する方法が考えられる。そこで、グルコン酸クロルヘキシジン製剤に、ラジカル捕捉剤としてヨウ化カリウム又はパラベンを添加後、室温で放射線照射し、グルコン酸クロルヘキシジンの分解を抑制できるかについて検討した。
[Experimental Example 9]
(Effect of addition of radical scavenger on reduction of active ingredient concentration by irradiation)
As a method for suppressing the degradation of chlorhexidine gluconate in water by irradiation, a method of adding a radical scavenger to the chlorhexidine gluconate preparation can be considered. Then, after adding potassium iodide or paraben as a radical scavenger to a chlorhexidine gluconate preparation, it was irradiated at room temperature to examine whether the decomposition of chlorhexidine gluconate could be suppressed.

その結果、グルコン酸クロルヘキシジンはヨウ化カリウムと沈殿を生成してしまうため、グルコン酸クロルヘキシジン製剤にヨウ化カリウムを添加することができなかった。また、パラベンは、グルコン酸クロルヘキシジン製剤に添加しても沈殿を生成しなかったが、パラベンは水に十分に溶解しないため、パラベンの添加によっては、グルコン酸クロルヘキシジンの放射線による分解を抑制する効果が十分に得られなかった。   As a result, chlorhexidine gluconate produced a precipitate with potassium iodide, so potassium iodide could not be added to the chlorhexidine gluconate formulation. Paraben did not produce a precipitate even when added to a chlorhexidine gluconate formulation, but paraben does not dissolve sufficiently in water, so the addition of paraben has the effect of suppressing the degradation of chlorhexidine gluconate by radiation. Not enough.

同様の検討を行った結果、アスコルビン酸製剤及びリドカイン製剤においても、ラジカル捕捉剤を添加する方法によっては、放射線照射による有効成分濃度の低下を抑制する効果が十分に得られなかった。   As a result of the same examination, ascorbic acid preparations and lidocaine preparations were not sufficiently effective in suppressing the reduction of the active ingredient concentration due to irradiation depending on the method of adding the radical scavenger.

〔実験例10〕
(水及び氷への放射線照射による生成物並びにpHの変化)
一般的に、電子線照射により氷中において生成したラジカルは結晶内に存在し、ラジカル転移などで安定化するため拡散できず、水中より寿命が長くなる。このため、氷中に存在する溶質はラジカルと近接しなければ影響を受けない。しかしながら、氷が融解し液体になった場合には、結晶中のラジカルが解放され、溶質又は他のラジカルと反応する。この結果、多くのラジカルは氷の融解後に失活し、結果として安定な分子が残ることになる。
[Experimental Example 10]
(Product and pH change due to irradiation of water and ice)
Generally, radicals generated in ice by electron beam irradiation are present in the crystal and cannot be diffused because they are stabilized by radical transfer or the like, resulting in a longer life than water. For this reason, solutes present in ice are not affected unless they are close to radicals. However, when ice melts into a liquid, the radicals in the crystals are released and react with solutes or other radicals. As a result, many radicals are deactivated after the ice melts, resulting in a stable molecule.

ここでは、常温(20℃)の精製水及び−80℃の氷に100kGyの電子線を照射し、HPLCで分析することにより、生成物を定量した。また、pHの測定を行った。なお、氷については、融解後の水を用いてHPLC分析及びpHの測定を行った。   Here, purified water at normal temperature (20 ° C.) and ice at −80 ° C. were irradiated with a 100 kGy electron beam and analyzed by HPLC to quantify the product. In addition, pH was measured. For ice, HPLC analysis and pH measurement were performed using water after melting.

表9に結果を示す。常温の精製水に100kGyの電子線を照射した結果、微量の過酸化水素及び硝酸イオンの生成が確認された。また、−80℃の氷に100kGyの電子線を照射した結果、常温の精製水と同様に、微量の過酸化水素及び硝酸イオンの生成が確認されたが、生成量は常温の精製水と比較して少なかった。一般的には、水の放射線照射により発生する化学種は水素と過酸化水素であるが、硝酸イオンが生成されたのは空気中の窒素に由来するものと考えられる。また、硝酸イオンは、水素イオンとともに放射線照射後のpH低下の原因と考えられる。また、氷の方がpHの低下がより大きいことから、氷の方が常温の精製水よりも水素イオン生成量が多いと考えられる。なお、放射線を照射していない精製水のpHは5.26であった。   Table 9 shows the results. As a result of irradiating purified water at room temperature with an electron beam of 100 kGy, the production of trace amounts of hydrogen peroxide and nitrate ions was confirmed. In addition, as a result of irradiating 100 kGy electron beam to ice at -80 ° C., it was confirmed that trace amounts of hydrogen peroxide and nitrate ions were generated as in normal temperature purified water. And there was little. In general, the chemical species generated by irradiation with water are hydrogen and hydrogen peroxide, but it is considered that nitrate ions are generated from nitrogen in the air. In addition, nitrate ions are considered to cause a decrease in pH after irradiation with hydrogen ions. In addition, since the pH of ice is larger than that of ice, it is considered that ice produces more hydrogen ions than purified water at room temperature. The pH of the purified water that was not irradiated with radiation was 5.26.

Figure 2014169250
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〔実験例11〕
(放射線照射による活性種の生成量及び経時変化)
液体セリウム線量計は、4価の硫酸セリウム水溶液であり、放射線照射による水中のラジカル反応により3価のセリウムに変化する。そこで、液体状体(20℃)及び凍結状態(−80℃)の液体セリウム線量計に放射線照射を行い、ラジカルの生成量を測定し、吸収線量を計算した。
[Experimental Example 11]
(Production amount of active species by irradiation and change over time)
The liquid cerium dosimeter is a tetravalent cerium sulfate aqueous solution, and changes to trivalent cerium by a radical reaction in water by irradiation. Therefore, the liquid cerium dosimeter in a liquid state (20 ° C.) and a frozen state (−80 ° C.) was irradiated with radiation, the amount of radicals generated was measured, and the absorbed dose was calculated.

具体的には、まず、20℃の液体セリウム線量計及び−80℃で凍結させた液体セリウム線量計に、7、15、30kGyの電子線を照射した。続いて、放射線照射した液体セリウム線量計の320nmの紫外域の吸光度を測定し、生成した3価のセリウム量(mol/L)を計算した。凍結させた液体セリウム線量計については、融解後に320nmの紫外域の吸光度を測定した。   Specifically, first, a liquid cerium dosimeter at 20 ° C. and a liquid cerium dosimeter frozen at −80 ° C. were irradiated with electron beams of 7, 15, and 30 kGy. Subsequently, the absorbance of 320 nm ultraviolet region of the irradiated liquid cerium dosimeter was measured, and the amount of trivalent cerium produced (mol / L) was calculated. For the frozen liquid cerium dosimeter, the absorbance in the ultraviolet region of 320 nm was measured after thawing.

結果を表10に示す。凍結状態での放射線照射により生成した3価のセリウム量は、液体状体での放射線照射により生成した3価のセリウム量と比較して約1/5の量であることが明らかとなった。3価のセリウムとラジカルは等価で反応することから、同じ線量の放射線を水と氷に照射した場合、最終的なラジカル発生量は氷の方が少なくなることが示された。このことから、水溶液を凍結させることで放射線の吸収線量が低下し、溶質の分解を抑制できる可能性が示された。   The results are shown in Table 10. It was revealed that the amount of trivalent cerium generated by irradiation with radiation in a frozen state was about 1/5 of the amount of trivalent cerium generated by irradiation with liquid. Since trivalent cerium and radicals react equivalently, it was shown that the final radical generation amount in ice is smaller when water and ice are irradiated with the same dose of radiation. This suggests that freezing the aqueous solution decreases the absorbed dose of radiation and can suppress solute decomposition.

Figure 2014169250
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ラジカルは低温で長時間保持できることが知られている。そこで、氷中でラジカルを保存すれば、溶質への影響は更に少なくなると考えられる。また、ラジカル反応は温度により影響されるので、氷の融解時の温度が低温であるほどラジカルの反応速度を抑制できると考えられる。このことから、氷中での溶質への影響を少なくするためには、放射線照射後できるだけ長く低温で保存し、氷の融解は低温で行うことが重要であると考えられる。   It is known that radicals can be held at a low temperature for a long time. Therefore, if radicals are stored in ice, the effect on the solute will be further reduced. In addition, since the radical reaction is affected by temperature, it is considered that the lower the temperature during melting of ice, the more the reaction rate of the radical can be suppressed. Therefore, in order to reduce the influence on the solute in ice, it is important to store at low temperature as long as possible after irradiation and to melt ice at low temperature.

〔実験例12〕
(氷による電子及び活性種の捕捉の検討)
精製水及び0.5(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤を−80℃で凍結させ、生成した氷に放射線を照射した。その結果、氷はグレーに着色した。氷を融解すると着色は消失した。放射線照射直後に氷表面の反射光を色差計で測定した結果、放射線未照射の氷と比較して明らかな色差が生じ発色していることが明らかとなった。表11に色差測定の結果を示す。表11に示すように、放射線を照射した氷(精製水)は、色スケールL、a、bの中でa及びbの値が増加していることから、赤色系及び黄色系が強く発色しており、ΔEは3.5、イエローインデックス(YI)は7.0であることが示された。また、0.5(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤の氷に放射線を照射した場合においても同様の傾向が認められた。カラーセンター全体の色調は、結晶構造、結晶周期性、正孔に入る電子によって異なることから、氷の色調は、氷の温度、結晶構造、溶質、溶媒の種類によって変化すると考えられた。
[Experimental Example 12]
(Investigation of trapping electrons and active species by ice)
Purified water and 0.5 (w / v)% chlorhexidine gluconate formulation were frozen at −80 ° C., and the resulting ice was irradiated with radiation. As a result, the ice was colored gray. The color disappeared when the ice melted. As a result of measuring the reflected light on the ice surface with a color difference meter immediately after radiation irradiation, it became clear that a clear color difference was produced and color was developed as compared with ice not irradiated with radiation. Table 11 shows the results of color difference measurement. As shown in Table 11, since ice (purified water) irradiated with radiation has increased values of a * and b * in the color scales L * , a * , b * , red and yellow The system was strongly colored, indicating that ΔE * was 3.5 and the yellow index (YI) was 7.0. The same tendency was observed when the 0.5 (w / v)% chlorhexidine gluconate formulation ice was irradiated with radiation. Since the color tone of the entire color center varies depending on the crystal structure, crystal periodicity, and electrons entering the hole, the color tone of ice was thought to change depending on the ice temperature, crystal structure, solute, and type of solvent.

Figure 2014169250
Figure 2014169250

通常、室温で水に放射線を照射すると、水は分解し、様々なラジカル及び安定分子が生成される。電子が水和した水和電子の寿命は室温で10−13から10−11秒程度であり、活性が高いため、短時間の間に他の短寿命のラジカルや溶質と反応する。したがって、常温の水への放射線の照射では、電子は水和電子になるか自由電子となって化学反応に寄与し失活するため、水中に捕捉されることは少ない。 Usually, when water is irradiated with water at room temperature, water decomposes and various radicals and stable molecules are generated. The lifetime of hydrated electrons in which electrons are hydrated is about 10 −13 to 10 −11 seconds at room temperature and has high activity, and thus reacts with other short-lived radicals and solutes in a short time. Therefore, when irradiation of water at room temperature with water, electrons become hydrated electrons or become free electrons and contribute to the chemical reaction and deactivate, so that they are rarely trapped in water.

一方、氷はIh型の六方晶系の結晶構造を取り、また、冷却の条件によりアモルファス又は他の結晶形を取ることが報告されている。図3a及びbは、氷結晶に放射線が照射された場合の影響を説明する図である。図3aに示すように、氷結晶に放射線が照射されると、加速電子により氷結晶中のマイナスに荷電した酸素原子の電子が励起され、図3bに示すように電子は酸素原子から離れ、その部分に格子欠陥(正孔)が発生する。その格子欠陥に自由電子が入り安定化する。一方、電子が抜けてできた正孔は結晶中を移動し、生じた正孔とトラップは紫外域から可視域における吸収を持つカラーセンターとなり、結果として氷は発色すると考えられる。上述した氷の着色はこの現象によるものであると考えられる。   On the other hand, it has been reported that ice has an Ih-type hexagonal crystal structure, and takes an amorphous or other crystal form depending on cooling conditions. FIGS. 3a and 3b are diagrams for explaining the influence when radiation is applied to ice crystals. When the ice crystal is irradiated with radiation as shown in FIG. 3a, the electrons of the negatively charged oxygen atom in the ice crystal are excited by accelerated electrons, and the electron is separated from the oxygen atom as shown in FIG. Lattice defects (holes) are generated in the portion. Free electrons enter the lattice defects and stabilize. On the other hand, holes generated by the removal of electrons move in the crystal, and the generated holes and traps become a color center having absorption from the ultraviolet region to the visible region, and as a result, ice is considered to develop color. It is considered that the above-mentioned ice coloring is due to this phenomenon.

実験例11及び12の結果から、氷中では、氷に照射された加速電子の一部が氷結晶に取り込まれて安定化し、水中よりも加速電子の作用は緩和されていると考えられる。その結果、ラジカルの発生量が低くなり、ラジカルによる溶質の分解が抑制されるものと考えられる。   From the results of Experimental Examples 11 and 12, it is considered that in ice, some of the accelerated electrons irradiated on the ice are taken in and stabilized in the ice crystals, and the action of the accelerated electrons is more relaxed than in water. As a result, the amount of radicals generated is considered to be low, and the decomposition of solutes by radicals is suppressed.

また、実験例12において、氷を融解すると着色は消失した。このことから、氷の融解によりカラーセンターが崩壊し、一部の水和電子やラジカルも消失したと考えられる。図4は、氷に放射線が照射された場合の挙動を示す図である。図4に示す通り、氷の融解後、一部の水和電子やラジカルは他の活性種と反応し消失すると考えられる。   In Experimental Example 12, the color disappeared when the ice was melted. From this, it is considered that the color center collapsed due to melting of ice, and some hydrated electrons and radicals disappeared. FIG. 4 is a diagram showing a behavior when radiation is irradiated to ice. As shown in FIG. 4, it is considered that some hydrated electrons and radicals react with other active species and disappear after the ice melts.

また、以下の実験例13に示すように、氷の融解後、氷に取り込まれた溶質は、エネルギー的に安定な水和物になることが示された。   Further, as shown in Experimental Example 13 below, it was shown that the solute taken into the ice after melting of the ice becomes an energetically stable hydrate.

〔実験例13〕
(凍結状態における放射線照射による水和物の生成)
0.5(w/v)%グルコン酸クロルヘキシジン製剤を−80℃で凍結させ、30kGyの放射線を照射した。続いて、放射線照射後のグルコン酸クロルヘキシジン製剤を解凍し、HPLCでグルコン酸クロルヘキシジンを定量し、また、紫外吸収を測定した。図5にHPLCの結果を示し、図6に紫外吸収の測定結果を示す。その結果、図5に示すように、HPLCによる測定において、グルコン酸クロルヘキシジンのピークの増加が観察された。また、図6に示すように、紫外吸収の測定において、200〜300nmの範囲にわたる紫外吸収の増加が認められた。放射線照射を行うと、グルコン酸クロルヘキシジンの260nmにおける紫外吸収のピークは低くなるはずであるが、−80℃で放射線照射を行った後には逆に高くなり、また、200〜300nm全体にわたり紫外吸収が高くなっていることが明らかとなった。続いて、サンプルを加熱し、水和を崩壊させた後、同サンプルを再び凍結させて放射線を照射した結果、HPLCにおけるグルコン酸クロルヘキシジンのピークの増加及び200〜300nmの範囲にわたる紫外吸収の増加が認められた。
[Experimental Example 13]
(Hydrate formation by irradiation in the frozen state)
A 0.5 (w / v)% chlorhexidine gluconate formulation was frozen at −80 ° C. and irradiated with 30 kGy radiation. Subsequently, the chlorhexidine gluconate preparation after irradiation was thawed, chlorhexidine gluconate was quantified by HPLC, and ultraviolet absorption was measured. FIG. 5 shows the HPLC results, and FIG. 6 shows the ultraviolet absorption measurement results. As a result, as shown in FIG. 5, an increase in the peak of chlorhexidine gluconate was observed in the measurement by HPLC. Further, as shown in FIG. 6, in the measurement of ultraviolet absorption, an increase in ultraviolet absorption over a range of 200 to 300 nm was observed. When irradiated, the peak of UV absorption at 260 nm of chlorhexidine gluconate should be lower, but after irradiation at −80 ° C., it becomes higher, and UV absorption is observed over the entire 200 to 300 nm. It became clear that it was getting higher. Subsequently, after heating the sample to disrupt hydration, the sample was frozen again and irradiated, resulting in an increase in the peak of chlorhexidine gluconate in HPLC and an increase in UV absorption over the 200-300 nm range. Admitted.

以上の結果より、凍結状態で放射線照射後、グルコン酸クロルヘキシジンの一部は水和物になっていると考えられた。一般的に、水和物は無水物よりエネルギー的に安定である。   From the above results, it was considered that a part of chlorhexidine gluconate became a hydrate after irradiation in a frozen state. In general, hydrates are more energetically stable than anhydrides.

Claims (3)

凍結状態の液体製剤(タンパク質製剤及び合成高分子製剤を除く)に、放射線を照射する工程を含む、液体製剤の滅菌方法。   A method for sterilizing a liquid preparation, comprising a step of irradiating a frozen liquid preparation (excluding a protein preparation and a synthetic polymer preparation) with radiation. 前記放射線は、8kGyを超える放射線である、請求項1に記載の滅菌方法。   The sterilization method according to claim 1, wherein the radiation is radiation exceeding 8 kGy. 前記放射線は、12kGyを超える放射線である、請求項1又は2に記載の滅菌方法。   The sterilization method according to claim 1 or 2, wherein the radiation is radiation exceeding 12 kGy.
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