JP4313196B2 - 活性物質カプセル化法 - Google Patents

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Description

本発明は、活性物質をインターポリマー錯体(interpolymer complex)でカプセル化し、粒状カプセル化生成物を製造する方法に関する。本発明は、その方法により製造されたそのような生成物にも関する。
本発明により、粒状のカプセル化生成物を製造するために重合体カプセル化材料で活性物質をカプセル化する方法で、超臨界流体、重合体カプセル化材料、及び活性物質の混合物を形成すること、前記カプセル化材料で前記活性物質をカプセル化するか又はそれを引き起こし、カプセル化生成物を形成すること、前記超臨界流体からカプセル化生成物を分離すること、及びもし必要ならば、前記カプセル化生成物を粒径減少にかけ、活性物質がカプセル化材料によってカプセル化されたカプセル化生成物粒子を得ることにより行い、 然も、前記混合物の形成が、超臨界流体、活性物質、及びインターポリマー錯体の形の重合体カプセル化材料からなり、カプセル化生成物が、インターポリマー錯体によりカプセル化された活性物質の粒子を含むようにする、カプセル化方法が与えられる。
前記混合物の形成は、予め調製したインターポリマー錯体を超臨界流体中に溶解し、前記混合物が、溶媒としての超臨界流体中に、溶質としてインターポリマー錯体を有する溶液を含むようにする工程を含んでもよい。
別法として、前記混合物の形成は、超臨界流体中の溶液として一緒に相互作用してインターポリマー錯体を形成することができる少なくとも二種類の相補的重合体(complementary polymer)の各々を超臨界流体中に溶解し、それらが溶質で、超臨界流体が溶媒である溶液を形成する工程、及びそれら相補的重合体を一緒に相互作用させるか又はそれを引き起こし、超臨界流体中でインターポリマー錯体を形成させる工程を含んでいてもよい。この場合、もし相補的重合体が一緒に相互作用して超臨界流体に可溶性のインターポリマー錯体を形成するならば、混合物の形成は、超臨界流体中に相補的重合体の各々を溶解し、相補的重合体が夫々、溶媒としての超臨界流体中の溶質を形成している溶液を形成し、それら相補的重合体を一緒に相互作用させるか又はそれを引き起こし、溶媒としての超臨界流体中に溶解した溶質としてのインターポリマー錯体を形成させる工程を含むであろう。別法として、もし相補的重合体が一緒に相互作用して超臨界流体中に不溶性のインターポリマー錯体を形成するならば、混合物の形成は、超臨界流体中に相補的重合体の各々を別々に溶解し、相補的重合体が夫々、溶媒としての超臨界流体中の溶質を形成した溶液を別々に形成する工程、及びそれら別々の溶液を一緒に混合してそれら相補的重合体を一緒に相互作用させるか又はそれを引き起こし、インターポリマー錯体を形成する工程を含んでいてよく、そのインターポリマー錯体の形成が超臨界流体からそれらの沈澱を起こす結果になるであろう。夫々の場合について、混合物の形成は、可溶化剤を混合物中へ混合する工程を含んでいてもよく、その可溶化剤は、相補的重合体及びインターポリマー錯体からなる群からの少なくとも一種類のものの超臨界流体中での溶解を促進する働きをする。そのような可溶化剤の例は、超臨界流体中に容易に溶解し、相補的重合体及び（又は）インターポリマー錯体のその中での溶解を助ける、低分子量溶媒、例えば、１００ｇ／モルより低い分子量を有する低分子量アルコールのような混入剤(entraining agent)である。更に、混合物の形成は、超臨界流体中の粒子懸濁物として活性物質を分散させることを含んでいてもよく、インターポリマー錯体で活性物質粒子をカプセル化するか又はそれを引き起こさせるのは、それら粒子の表面に超臨界流体からインターポリマー錯体を沈澱させるか又はそれを引き起こすことにより行われる。
インターポリマー錯体が超臨界流体に可溶性で、その形成後にその中に溶解したままになっている場合、インターポリマー錯体、超臨界流体及び活性物質の混合物の形成は、溶液中で一緒に相互作用してインターポリマー錯体を形成することができる少なくとも二種類の相補的重合体の各々を同時に同じ超臨界流体中に溶解するか、又は別々に溶解して別々の相補的重合体溶液を形成し、それら別々の溶液を一緒に混合してその中で相補的重合体を相互作用させ、超臨界流体中の溶液としてポリマー錯体を形成することを含んでいるであろう。活性物質は、付随の重合体をその中に溶解する前に、相補的溶液の少なくとも一方に分散させてもよい。別法として、又は付加的に、活性物質は、重合体を超臨界流体中に溶解することにより溶液を形成した後、相補的重合体溶液の一方に分散させてもよい。更に別の可能な方法は、別法として又は付加的に、相補的重合体溶液の混合が行われた後、相補的重合体を相互作用させてインターポリマー錯体を形成した後であるが、そのインターポリマー錯体の沈澱を行う前に、活性物質をインターポリマー錯体溶液中に分散させてもよい。インターポリマー錯体の溶解度が低く、インターポリマー錯体が超臨界流体中にその飽和濃度より高い濃度で形成される場合、インターポリマー錯体が形成されるや否や、それが自然に活性物質の粒子の上に沈澱するであろう。
インターポリマー錯体を予め製造する場合、例えば本出願人の米国特許第６，２２１，３９９号明細書に記載されているようにして調製し、次にそのインターポリマー錯体を溶質として超臨界流体中に溶解することにより製造してもよい。この場合、活性物質は、インターポリマー錯体をその中に溶解する前に超臨界流体中に分散させてもよく、且つ（又は）インターポリマー錯体を超臨界流体中に溶解した後に、活性物質を溶液中に分散させてもよい。
インターポリマー錯体を溶液から活性物質上へ沈澱させるのは、どのような適当な方法によって行なってもよい。例えば、超臨界流体溶媒の圧力を変えて沈澱を起こさせてもよい。同様に、溶媒の温度を変えて、沈澱を起こさせ、もし望むならば、圧力と温度の両方を変えて沈澱を起こさせてもよい。別法として、又は付加的に、沈澱を起こさせる非溶媒成分を溶液に添加してもよい。更に別の可能な方法として、中に活性物質が分散したインターポリマー錯体溶液を、溶媒を蒸発させることにより、例えば溶液を噴霧することにより、例えば噴霧乾燥のやり方で濃縮することにより、カプセル化した生成物を生じさせることができる。活性物質が多孔質粒状固体である場合、その方法は、活性物質粒子の外側表面及びそれら多孔質内部の内側表面上の両方にインターポリマー錯体を沈澱させることを含んでいてもよい。
上で示したように、溶液（単数又は複数）の形成は、超臨界流体溶媒中への一種類以上の相補的重合体及び（又は）インターポリマー錯体の溶解を促進するために適当な可溶化剤を使用することを含んでいてもよい。これに関し、超臨界流体溶媒は、単一の物質でもよく、或は複数の物質の混合物、即ち、二種類以上の異なった分子物質の混合物でもよく、その方法は二種類以上のそのような可溶化剤を使用することを含んでいてもよい。
本発明のインターポリマー錯体は、本出願人による上記米国特許第６，２２１，３９９号明細書に一層詳細に記載されているように、二種類以上の重合体の間の相互作用、インターポリマー錯化、水素結合、イオン力、ファンデルワールス力、疎水性相互作用及び（又は）静電気力により形成することができる。
混合物の形成は、本発明の別の態様として、溶媒としての超臨界流体中に溶質としての活性物質を溶解し、超臨界流体に入れた活性物質の溶液を形成する工程を行い、インターポリマー錯体で活性物質をカプセル化するか又はそれを引き起こさせるのに、超臨界流体溶媒を蒸発して、インターポリマー錯体によって活性物質がカプセル化された粒子を含む残留物を残すような温度及び圧力を有する雰囲気中で混合物を噴霧することを行なってもよい。
これに関連して、蒸発と言う言葉は、勿論液体状態を出てガス状態に入ると言うその通常の意味を有するのではなく、超臨界状態を出て、温度が臨界温度より低いか、又は圧力が臨界圧より低いか、又はそれらの両方である臨界未満状態（subcritical state）へ入ることを意味する。
更に別の可能な方法は、混合物の形成が、インターポリマー錯体に超臨界流体を溶解し、インターポリマー錯体を液化するか、又は可塑化する工程を含むことである。この場合、混合物の形成は、混合すると一緒に相互作用することができる少なくとも二種類の相補的重合体を液化又は可塑化状態で混合し、それら重合体を含有する混合物を得る工程、それら重合体中に超臨界流体を溶解する工程、及びそれら重合体を混合した液化又は可塑化状態で一緒に相互作用させるか又はそれを引き起こさせ、インターポリマー錯体を形成する工程を含んでいるであろう。重合体の混合は、超臨界流体を重合体粒子中に溶解した後、せいぜい１０００μｍ、好ましくはせいぜい５００μｍ、一層好ましくはせいぜい３００μｍの粒径を有する重合体粒子を含む粒子混合物を形成させることでもよい。別法として、超臨界流体は、液化又は可塑化状態の重合体を混合して混合物を形成した後、せいぜい１０００μｍ、好ましくはせいぜい５００μｍ、最も好ましくはせいぜい３００μｍの粒径を有する粒子を含む粒状の相補的重合体中に別々に溶解してもよい。活性物質をインターポリマー錯体でカプセル化するか又はそれを引き起こすことは、超臨界流体を蒸発させて、活性物質がインターポリマー錯体よりカプセル化された粒子を含む残留物を残すような温度及び圧力を有する雰囲気中で混合物を噴霧することを含んでいてもよい。この場合、インターポリマー錯体を液化又は可塑化するためにインターポリマー錯体中に超臨界流体を溶解することは、インターポリマー錯体中に粘度減少剤を分散させてインターポリマー錯体の粘度を低下し、噴霧をし易くする工程を含んでいてもよい。例えば、ポリ（エチレングリコール）を粘度減少剤として溶解し、液化又は可塑化されたインターポリマー錯体の粘度を減少するようにしてもよい。別法として、活性物質をインターポリマー錯体でカプセル化するか又はそれを引き起こすことは、超臨界流体を蒸発させ、インターポリマー錯体中に活性物質が分散したものからなる固体残留物を残すこと、及びその残留物を粒径減少にかけ、活性物質がインターポリマー錯体によりカプセル化された粒子を得ることを含んでいてもよい。
一般に、混合物の形成は、混合物中に重合体表面活性剤、例えば、所謂ポロキサマー(poloxamer)、或はポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）−ポリ（エチレンオキシド）三元ブロック共重合体を混合し、相補的重合体間の相互作用を増大し、且つ（又は）相補的重合体及びインターポリマー錯体中への超臨界流体の溶解度を増大する工程を含んでいてもよい。そのような重合体表面活性剤は、通常超臨界流体により容易に液化することができ、超臨界流体が相補的重合体及びインターポリマー錯体を液化するのを助ける。しかし、表面活性剤が超臨界流体に可溶性である場合、それは、相補的重合体及びインターポリマー錯体の超臨界流体中への溶解を、超臨界流体によるそれらの液化よりも促進する。
特にカプセル化生成物中の活性物質を包むインターポリマー錯体が超臨界流体に不溶性であり、液化することも、可塑化することもできず、その超臨界流体中で相補的重合体が相互作用してインターポリマー錯体を形成する場合には、本発明のカプセル化法は、２回以上行なってもよく、第二及びその後の各カプセル化は、前のカプセル化でカプセル化された生成物中に含まれている活性物質に対し行われる。
換言すれば、望むならば、本発明のカプセル化法を２回以上繰り返し、第二及びその後のカプセル化を、前のカプセル化のカプセル化生成物により与えられた活性物質に対し行うようにしてもよい。
インターポリマー錯化によりインターポリマー錯体を形成する重合体は、親水性重合体、疎水性重合体、疎水性的に変性した親水性重合体、及び親水性的に変性した疎水性重合体、例えば、アルギネート、アルキル−及びヒドロキシアルキル−セルロース、カルボキシメチルセルロース、及びそれらの塩、カラゲナン、セルロース及びその誘導体、ゼラチン、ゲラン(gellan)、グワーガム、アラビアゴム、マレイン酸共重合体、メタクリル酸共重合体、メチルビニルエーテル／無水マレイン酸共重合体、ペクチン、ポリアクリルアミド、ポリ（アクリル酸）及びその塩、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレンイミン）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）、ポリ（メタクリル酸）、ポリスチレン、及びスルホネート化ポリスチレン、ポリ（酢酸ビニル）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニルアミン）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（ビニルスルホン酸）、澱粉及びそれらの誘導体、スチレン無水マレイン酸共重合体、クロトン酸共重合体、キサンタンガム等、及びそれらの誘導体及び共重合体からなる群からの相補的物質から選択することができる。
用いられる重合体を、例えば、それらの脱プロトン化又はプレプロトン化により、又はそれらの化学的変性等により前処理し、インターポリマー錯体を形成するように作用するインターポリマー相互作用の種類及び程度を調整してもよい。
用いられる重合体は、線状、分岐、星型、櫛型、架橋型、グラフト型等のものでもよい。
本発明のカプセル化生成物を形成するためにインターポリマー錯体でカプセル化することができる活性物質には、バクテリア、前生物(prebiotic)、プロバイオティク(probiotic)、精子、卵、エンブリオ(embryo)、細胞、胞盤胚等のような生きた有機体；ワクチン；プロテイン；ホルモン；酵素；医薬組成物；薬；ビタミン；ミネラル；微量元素；栄養素；マイクロ栄養素；酸化防止剤；ラジカル除去剤；紫外線（ＵＶ）安定化剤；顔料；有機及び無機物質；等が含まれる。もし望むならば、活性物質は、インターポリマー錯体でカプセル化する前に、コロイドシリカ、炭素等のような多孔質不活性固体の粒子に吸収又は吸着させてもよい。
この明細書中で用いられている超臨界流体とは、臨界温度（臨界温度とは、その温度よりも高い温度ではいくら圧力だけを適用しても液化することができない温度のことである）より高い温度に維持され、その臨界圧（臨界圧とは、ガスを、その臨界温度で液化するのに必要な圧力のことである）より高い圧力に維持された緻密なガスのことである。超臨界流体溶媒には、炭化水素（例えば、エタン、エテン、プロパン、ペンタン、シクロヘキサン、又はトルエン）、ジメチルエーテル、メタノール、エタノール、フルオロカーボン、二酸化炭素、亜酸化窒素、アンモニア等、及びそれらの混合物からなる群から選ばれた１つ又はそれ以上のものが含まれ、場合により一種類以上の可溶化剤を含有するが、通常は二酸化炭素である。
上で述べたことから、本発明の方法の数多くの特定の態様が可能であることは明らかであろう。例えば、上で示唆したように、場合により超臨界流体として二酸化炭素（好ましい超臨界流体である）を用いた場合、活性物質が超臨界流体に不溶性で、相補的重合体が超臨界流体に可溶性で、インターポリマー錯体が超臨界流体に不溶性であるような状況が起きることがある。この場合、重合体を超臨界二酸化炭素中に別々に溶解し、相補的溶液を形成し、然る後、それら相補的溶液を一緒に混合して混合物を形成し、重合体を相互作用させてインターポリマー錯体を形成する。このインターポリマー錯体は、自動的に超臨界流体から沈澱するであろう。活性物質が固体粒子状態で混合物中に分散し、その混合物からインターポリマー錯体が沈澱する場合、インターポリマー錯体は粒子の上に沈澱してそれらをカプセル化する。活性物質の分散は、一つ以上の相補的溶液中で、それらを混合する前に行うか、或はそれらを混合した後であるが、インターポリマー錯体が沈澱する前の混合物中で行うことができる。
別法として、相補的重合体及びインターポリマー錯体が、場合により再び二酸化炭素である超臨界流体に全て可溶性であってもよい。この場合には、超臨界二酸化炭素中に重合体を別々に溶解し、相補的溶液を形成した後、それら相補的溶液をよく混合し、次に直ちに二酸化炭素がもはや超臨界ではなくなる圧力及び温度条件で噴霧し、二酸化炭素を蒸発させ、インターポリマー錯体及び残余の量の相補的重合体の沈澱を起こさせる。この場合、活性物質は超臨界流体に可溶性でも不溶性でもよく、一つ以上の相補的溶液中に入れて混合するか、又は噴霧前の相補的溶液の混合物中へ混合してもよい。もし活性物質が超臨界流体に可溶性であるならば、それらの粒子は噴霧中に析出し、沈積するインターポリマー錯体によりカプセル化される。勿論、活性物質が不溶性であるならば、インターポリマー錯体は、噴霧に呼応してその粒子上に直接簡単に沈積することができる。インターポリマー錯体が超臨界流体にほんの僅かしか溶解しないか、又は不溶性であると言える場合でも、相補的溶液を混合室中で迅速に混合した後、ノズルを通して粒子収集室中へ噴霧することができる。相補的溶液を混合した直後に噴霧するとは、相補的重合体間の相互作用が、噴霧混合物の析出で活性物質をカプセル化することができなくなる段階まで進行してしまう前に噴霧を行わなければならないことを意味する。二酸化炭素は、噴霧が行われるまで、例えば、加圧下でそれを加熱することにより超臨界状態に維持し、上で示したように、インターポリマー錯体を形成する相補的重合体の相互作用が、噴霧混合物から沈積するインターポリマー錯体が活性物質の粒子を中にカプセル化するのに充分な程、まだ依然として完結していない間に噴霧を行うべきである。
更に起きる可能性のあることとして、特に超臨界流体として同じく二酸化炭素を用いた場合、活性物質が超臨界二酸化炭素に不溶性であると同時に、相補的重合体もその中に不溶性であるが、超臨界二酸化炭素をその中へ溶解することにより液化又は可塑化することができ、インターポリマー錯体が同様に超臨界二酸化炭素に不溶性であるが、超臨界二酸化炭素をその中へ溶解することにより液化又は可塑化することができることである。この場合、活性物質と相補的重合体との乾燥混合物を、全て充分微粉砕された粒子状、例えば、１０００μｍより小さく、好ましくは５００μｍより小さく、一層好ましくは３００μｍより小さい粒子状で形成することができ、その混合物を超臨界二酸化炭素に曝して、その中に溶解することによりそれら重合体を液化又は可塑化し、それらを一緒に相互作用させてインターポリマー錯体を形成させるか又はそれを引き起こし、その錯体が、その中に溶解した又は溶解する二酸化炭素により液化又は可塑化されるか、且つ（又は）そのような状態にされたままになる。液化重合体及びインターポリマー錯体は、活性物質が懸濁物として維持されるような粘度を有するのが典型的である。液化又は可塑化されたインターポリマー錯体中に活性物質が懸濁されたものを、次に、例えば粒子収集室中への噴霧ノズルにより、選択された温度及び圧力にある雰囲気中へ噴霧し、その結果、噴霧されたインターポリマー錯体中に溶解した超臨界二酸化炭素が蒸発してインターポリマー錯体によりカプセル化された活性物質の粒子を残すようにすることができる。別法として、一種類以上の相補的重合体は液化又は可塑化することができないが、インターポリマー錯体は液化又は可塑化することができる場合、この方法を変更した方法を用いることができる。但し相補的重合体が、一緒に相互作用してインターポリマー錯体を形成することができる充分な微粉砕状態で充分よく混合されるものとする。実際、その方法は、活性物質が超臨界二酸化炭素及び（又は）相補的重合体又はインターポリマー錯体中に可溶であり、噴霧中析出してインターポリマー錯体でカプセル化される場合でも原理的には用いることができる。液化又は可塑化したインターポリマー錯体を噴霧することを含む方法は、超臨界二酸化炭素が活性物質、相補的重合体、及び（又は）インターポリマー錯体と混合される場合、それが入った加圧室容積を効果的に使用することができる利点を有するものと予想される。なぜなら、それは、相補的重合体又はインターポリマー錯体を超臨界流体中に溶解しなければならない場合よりも、遥かに高い濃度でインターポリマー錯体及び相補的重合体を含有し、それらの一種類以上の中に超臨界二酸化炭素が溶解している噴霧可能な混合物を生成することができるようにしているからである。勿論、この特別な方法の場合、相補的重合体を用いて出発する代わりに、予め製造された適当な粒状インターポリマー錯体を用いることができ、その予め製造されたインターポリマー錯体を、典型的には粒状の活性物質と、その活性物質が超臨界二酸化炭素に可溶性であっても、なくても、インターポリマー錯体の液化又は可塑化前、又はその間、又はその後で、混合する。
更に別の起こり得る場合として、上記混合物が余りにも粘稠で噴霧することができない場合がある、例えば、形成されたインターポリマー錯体が超臨界二酸化炭素に不溶性で、それによる液化も可塑化もできないが、相補的重合体は超臨界二酸化炭素に不溶性ではあるが、それによる液化又は可塑化は行うことができ、活性物質は重合体中及び（又は）錯体中の臨界二酸化炭素に可溶性であるか又は不溶性である場合である。この場合、もし予め製造したインターポリマー錯体を代わりに用いるのではないならば、相補的重合体を相互作用させてインターポリマー錯体を形成した後、活性物質と混合された液化又は可塑化インターポリマー錯体は、超臨界二酸化炭素の蒸発を可能にするのに充分な程、その環境の圧力及び温度を低下させることができ、中に活性物質が分散したインターポリマー錯体の固体残留物を残すことができる。その固体残留物は、例えば粉砕により、粒径減少にかけることができ、生成物としてインターポリマー錯体中にカプセル化された活性物質を生成することができる。
本方法の更に別な可能な場合として、インターポリマー錯体が二酸化炭素のような超臨界流体中に不溶性である場合、粒状相補的重合体を超臨界二酸化炭素で別々に液化又は可塑化することができるならば、相補的重合体を、次に例えば混合室中へ注入し、噴霧ノズルに通して収集室へ導入することにより混合及び噴霧し、インターポリマー錯体を形成する重合体の相互作用を、二酸化炭素の蒸発前に行わせる。勿論、噴霧は、二酸化炭素が超臨界ではない温度及び圧力で行う。この変更した方法は原理的には活性物質が超臨界二酸化炭素に可溶性であっても、不溶性であっても、それらが液化又は可塑化される前又は後に一種類以上の相補的重合体中に溶解されるか、又は実際に前記粒子状態でそれら重合体と、その混合中に混合されるならば、用いることができるが、又、インターポリマー錯体を、中に超臨界二酸化炭素を溶解することにより液化又は可塑化することが可能であっても、なくても、この変更方法を用いることができるが、この方法は、もし活性物質が超臨界二酸化炭素に不溶性で、インターポリマー錯体がその中に不溶性で、それによって液化することができないならば、特に有用であると予想される。
本方法の変更した方法として、インターポリマー錯体中に活性物質を分散したものを含む固体残留物を粉砕して粒状生成物を得る場合、活性物質の幾らかが粉砕により粒子表面に露出され、活性物質が完全にはカプセル化されなくなることもある。しかし、そのようにして露出した活性物質の割合は、インターポリマー錯体によって実際に完全にカプセル化された生成物中の活性物質の割合と比較して、無視できるものであることが予測される。
工程パラメーターに関する限り、これらは用いた上記方法の変更、用いた超臨界流体、その臨界温度及び臨界圧力に依存し、適当な／許容可能な、又は最適パラメーターは、実際的経済的考察を考慮して、ありきたりの実験により決定することができる。
上で示したように、二酸化炭素は、その低コスト、環境に関する許容性、入手し易さ、許容可能なその臨界温度及び臨界圧力により通常選択される超臨界流体であると考えられる。二酸化炭素の場合、本方法は、通常７５バール（１バールは１００ｋＰａ又は１００，０００Ｎ／ｍ2であり、１．０１３２４気圧である）より高く、好ましくは１５０〜５００バール、一層好ましくは２５０〜４００バールの圧力で行われるものと考えられる。温度に関する限り、二酸化炭素は３２℃の臨界温度より高い温度、例えば、３２〜１５０℃、好ましくは３２〜１００℃、一層好ましくは３２〜５０℃の温度にあるであろう。
特に二酸化炭素の場合であるが、他の超臨界流体の場合でも、超臨界流体を除いた出発混合物の固体含有量は、反応器体積に基づき、体積で、０．１〜８０％、好ましくは１０〜７０％、一層好ましくは２０〜６０％である。用いる混入剤は、全ての形態で、混入剤と、反応器中へ導入される出発混合物中の二酸化炭素超臨界流体との合計質量の０．０１〜１０％、好ましくは０．１〜５％、一層好ましくは０．５〜２％であってよい。他の超臨界流体又はそれらの混合物に対しても同様な割合が適当であると思われる。用いられる粘度減少剤は、反応器中へ導入される出発混合物中の活性物質、相補的重合体又は予め製造されたインターポリマー錯体、及び粘度低下剤の合計質量の１〜９０％、好ましくは５〜７０％、一層好ましくは１０〜６０％であってよい。同様に、用いられる重合体表面活性剤は、反応器中へ導入される出発混合物中の活性物質、相補的重合体又は予め製造されたインターポリマー錯体、及び重合体表面活性剤の合計質量の１〜９０％、好ましくは５〜７０％、一層好ましくは１０〜６０％であってよい。同様に、用いられる可溶化剤は、反応器中へ導入される出発混合物中の活性物質、相補的重合体又は予め製造されたインターポリマー錯体、及び可溶化剤の合計質量の１〜９０％、好ましくは５〜７０％、一層好ましくは１０〜６０％であってよい。活性物質含有量は、今度は、反応器中へ導入される出発混合物中の活性物質、及び相補的重合体又は予め製造されたインターポリマー錯体の合計質量の０．０１〜６０％、好ましくは０．１〜５０％、一層好ましくは１〜４０％になる。
二種類の相補的重合体を用いる場合、それらの間の質量比は、用いる相補的重合体の性質又は特徴、インターポリマー錯体を形成するそれらの間の相互作用に依存し、この質量比は、０．５：９９．５〜９９．５：０．５、一層通常には１：９９〜９９：１、典型的には１０：９９〜９０：１０になると予想される。換言すれば（三種類以上の相補的重合体が用いられる場合にも同じことが適用される）、各相補的重合体は、用いる相補的重合体の全質量の少なくとも０．５％、好ましくは１％、一層好ましくは少なくとも１０％を構成してよく、同様に、各相補的重合体は、用いる相補的重合体の合計質量のせいぜい９９．５％、好ましくはせいぜい９９％、典型的にはせいぜい９０％を構成する。
本発明を、次の実施例及び概略的図面を参照して、例示として次に記述するが、本発明は、それらに限定されるものではない。
図面の図１〜３に関し、参照番号１０は、本発明の方法を遂行するための高圧反応器を全体的に示している。反応器１０は、蓋１４を具えた囲い１２を有する。囲いは、一対の圧力室２０、２２へ可動性隔壁１８により分割された中空内部１６を有し、夫々の室にはプロペラ型撹拌器２４が配備されている。室２０、２２及び囲い１２は、断面が円形であり、囲い１２は軸方向に長くなっており、室２０、２２は同軸的に互いに水平に配列されている。室２２は、室２０よりも僅かに大きな直径を有し、蓋１４は、室２０から遠い方の室２２の端部の所にある蓋である。隔壁１８は、囲い１２の壁の内部にテーパーの付いた部分に対し密封するように接する、角をそいだ縁を有する円板であり、そのテーパー付き部分は室２０と２２を相互に結合している。隔壁１８は、室２０と２２を分離し、それらを互いに密閉する閉じた位置（図１及び２）と、それらの間を流通させ、流体が流れるようにする開いた位置（図３）との間で軸方向に移動することができる。室２０、２２は、超臨界二酸化炭素流体が入っているものとして示されている。図１では、粒子の層２６が、２８で示した上澄み超臨界二酸化炭素の下の、室２０、２２の内部の底面の上に示されている。図２及び３では、層２６からの粒子は二酸化炭素２８中に分散され、懸濁されたものとして示されている。
図４〜６に関し、同じ参照番号は、別に特定化しない限り、図１〜３の場合と同じ部品を指すために用いられている。一方の図４〜６と他方の図１〜３との基本的差は、図４〜６の室２０、２２の内部の底面には、流体出口３０が設けられており、それら出口には今度は夫々の停止バルブ３２が配備されていることである。出口２８は導管３４に通じ、その導管は今度は囲い３６の中空内部に定められた粒子収集室へ通じ、その中へ導管３４が噴霧ノズル３８を通り供給する。図３及び４の室２０、２２には懸濁粒子が示されておらず、図４には乾燥された粒子及び乾燥しつつある粒子が室３６中の噴霧の形で示されており、その噴霧は、導管３４から達するノズル３８を通り室３６中に入る噴霧された超臨界二酸化炭素から生ずる。
図７〜９では、全体的に４０で示されている反応器が、一つの圧力室４４を定める長方形の中空囲い４２を有するものとして示されている。室４４にはプロペラ型撹拌器４６が入っていることが示されている。図７では、室４４の床５０の上にある粒子の層が４８で示されており、図８及び９では、その床５０の上に液化又は可塑化した粒子の層５２が示されている。室４４は、囲い４２の端部壁５６を通る床の高さの出口５４を有することが示されている。出口５４は、停止バルブ５８を通って噴霧ノズル６０へ送り、粒子収集室を定める内部を有する中空囲い６２中へ放出する。図９では乾燥された粒子及び乾燥しつつある粒子が室６２中に示されており、それらはノズル６０を通って室６２中へ噴霧された層５２からの液化又は可塑化された粒子の噴霧されたものから生じている。
図１０には、夫々Ａ、Ｂ、Ｃで示された三つのフーリエ変換スペクトルがプロットされている。スペクトルＡは、ポリ（酢酸ビニル）−クロトン酸共重合体である相補的重合体についてのものであり、スペクトルＣはポリ（ビニルピロリドン）である相補的重合体についてのものであり、スペクトルＢは、前記相補的重合体間の相互作用によるインターポリマー錯体生成物についてのものである。
図１１には、ｐＨ６．８の問題の活性物質の放出量をプロットした線がＤで示されており、ｐＨ１．２の活性物質の放出量のプロットがＥで示されている。
例１：インターポリマー錯体の形成、ポリ（酢酸ビニル）−クロトン酸共重合体及びポリ（ビニルピロリドン）。
この例では、０．４ｇのポリ（酢酸ビニル）−クロトン酸共重合体〔ＰＶＡｃ−ＣＡ、アルドリッチ(Aldrich)〕の形の相補的重合体を秤量し、３．６ｇのポリ（ビニルピロリドン）〔ＰＶＰ−コリドン(Kollidon：商標)１２ＰＦ、ＢＡＳＦ〕と物理的に混合した。得られた粉末混合物を反応器中に入れ（例えば、図７〜９の反応器４０）、反応器を密封した。反応器を二酸化炭素で１分間フラッシュした。
次に反応器を二酸化炭素で大気圧から４００バールの圧力まで加圧し、温度を周囲温度から３５℃へ上昇し、反応器中に希望の超臨界条件を発生させた。混合物を２０００ｒｐｍで２時間撹拌し、相補的重合体を液化及び可塑化してその中に二酸化炭素を溶解した。次に圧力を大気圧へ下げ、反応器から反応生成物を取り出した。生成物は、発泡した弾力性インターポリマー錯体の一体化物になっていることが判明した。生成物の走査電子顕微鏡写真は、それが単一の連続相を有することを示していた。
生成物のインターポリマー錯体及び出発相補的重合体（ＰＶＰ及びＰＶＡｃ−ＣＡ）の両方についてＦＴＩＲ（フーリエ変換赤外線）分光分析測定を行なった。図１０は、相補的重合体（スペクトルＡ及びＣ）及び生成物インターポリマー錯体（スペクトルＢ）の夫々のスペクトルを示している。
ＰＶＰは、１６５４ｃｍ-1でカルボニル吸収帯を持っていた（スペクトルＣ）。ＰＶＡｃ−ＣＡは、遊離及び付随カルボン酸基の二つのカルボニル伸縮モードと重複するアセテート吸収帯を持っていた〔ゾーウ(Zhou)その他、１９９８ＸＰＳ及びＦＴi.r.、「ポリ（カルボン酸）／ポリ（ビニル−ピリジン）錯体の相互作用の研究」(Studies of Interactions in Poly(carboxylic acid)/Poly(vinyl-pyridine) Complexes)、Polymer 39(16) : 3631-3640〕。このことは、１７００〜１８００ｃｍ-1の広い吸収帯が現れる結果になっている（スペクトルＡ）。この広い吸収帯は、生成物インターポリマー錯体では鋭く狭くなっている（スペクトルＢ）。生成物インターポリマー錯体では、１６５４ｃｍ-1のＰＶＰカルボニル吸収帯（スペクトルＣ）は、１６７１ｃｍ-1へ移行している（スペクトルＢ）。これらの変化は、両方共ＰＶＡｃ−ＣＡのカルボン酸基と、ＰＶＰのカルボニル基との相互作用を示しており、水素結合が生じているインターポリマー錯体の特性である（上記ゾーウその他、１９９８参照）。
生成物重合体の物理的特性は、インターポリマー錯体が形成されていたことも示している。第一に、生成物重合体は弾力性で靭性を持つのに対し、相補的重合体は両方共脆かった。第二にＰＶＰは極めて吸湿性であるが、生成物重合体は明白な吸湿性は示していなかった。大気に２４時間曝した後のＰＶＰとＰＶＡｃ−ＣＡとの物理的混合物及び生成物インターポリマー錯体の目による観察は、物理的混合物が明らかに湿分を吸収したのに対し、生成物重合体は吸収しなかったことを示していた。
例２：インターポリマー錯体の形成、ＰＶＡｃ−ＣＡ及びＰＶＰ及び粘度変性剤としてのポリ（エチレングリコール）。
この例では、例１を繰り返した。但し、１．８ｇのポリ（酢酸ビニル）−クロトン酸共重合体（ＰＶＡｃ−ＣＡ、アルドリッチ）を秤量し、１６．２ｇのポリ（ビニルピロリドン）（ＰＶＰ−コリドン１２ＰＦ、ＢＡＳＦ）及び粘度変性剤としての２ｇのポリ（エチレングリコール）〔ＰＥＧ １０００、メルク(Merck〕と物理的に混合した。得られた粉末混合物を反応器中に入れ（図７〜９の４０参照）、反応器を密封した。反応器を二酸化炭素で１分間フラッシュした。
次に反応器を二酸化炭素で大気圧から４００バールの圧力まで加圧し、温度を周囲温度から３５℃へ上昇し、反応器中に希望の超臨界条件を発生させた。混合物を２０００ｒｐｍで２時間撹拌した。次に圧力を大気圧へ下げ、反応器を開いた。インターポリマー錯体が反応器中で形成されていたことが判明した。錯体の粘度は、反応器の反応室４４中の発泡構造体及び発泡分布によって示されているように、ＰＥＧを用いずに形成された錯体のものよりも低いことが判明した（例１参照）。発泡体は単一の連続相からなり、ＰＥＧ、ＰＶＰ、及びＰＶＡｃ−ＣＡ間の良好な混和性を示していた。
インターポリマー錯体をノズル（図７〜９の６０参照）を通して２７５バールで噴霧した時、粒子が形成され、錯体中の溶液から二酸化炭素が急速に逃げて行くことにより形成された構造体から分かるように、それら粒子から錯体のフイルム形成傾向が明らかに認められた。
例３：インターポリマー錯体の形成、ＰＶＰ−ＰＶＡｃ及びのポリ（ビニルピロリドン）−ポリ（酢酸ビニル）共重合体。
この例では、例１及び２の手順を繰り返した。但し、０．４ｇのポリ（酢酸ビニル）−クロトン酸共重合体（ＰＶＡｃ−ＣＡ、アルドリッチ）を秤量し、３．６ｇのポリ（ビニルピロリドン）−ポリ（酢酸ビニル）共重合体（ＰＶＰ−ＰＶＡｃ−ＰＶＰ−ＶＡ Ｓ６３０、ＩＳＰ）と物理的に混合した。混合物を反応器中に入れ、反応器を密封した。反応器を二酸化炭素で１分間フラッシュした。
次に反応器を二酸化炭素で大気圧から４００バールの圧力まで加圧し、温度を周囲温度から３５℃へ上昇し、反応器中に希望の超臨界条件を発生させた。混合物を２０００ｒｐｍで２時間撹拌した。次に圧力を大気圧へ下げ、反応器を開いた。インターポリマー錯体が反応器中で形成されていたことが判明した。
例４：インターポリマー錯体の形成、ＰＶＡｃ−ＣＡ及びポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）−ポリ（エチレンオキシド）三元ブロック共重合体。
この例では、例１〜３の手順を繰り返した。但し、０．４ｇのポリ（酢酸ビニル）−クロトン酸共重合体（ＰＶＡｃ−ＣＡ、アルドリッチ）を秤量し、３．６ｇのポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）−ポリ（エチレンオキシド）三元ブロック共重合体〔ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ−プルロニック(Pluronic：商標)ＰＥ６８００、ＢＡＳＦ〕と物理的に混合した。得られた粉末混合物を反応器中に入れ、反応器を密封した。反応器を二酸化炭素で１分間フラッシュした。
次に反応器を二酸化炭素で大気圧から４００バールの圧力まで加圧し、温度を周囲温度から３５℃へ上昇し、反応器中に希望の超臨界条件を発生させた。混合物を２０００ｒｐｍで２時間撹拌した。次に圧力を大気圧へ下げ、反応器を開いた。インターポリマー錯体が反応器中で形成されていたことが判明した。
例５：不溶性薬品〔インドメタシン(Indomethacin)〕のカプセル化
この例では、次の粉末成分を物理的に混合した：
成分 商品名 供給業者 量
ポリ（ビニルピロリドン） コリドン12ＰＦ ＢＡＳＦ 7.2g
ポリ（酢酸ビニル）−クロトン酸 − アルドリッチ 0.8g
インドメタシン インドメタシン シグマ(Sigma) 2g
最大粒径５００μｍの粉末混合物を得、その粉末混合物を反応器中へ入れ（図７〜９の４０参照）、反応器を密封した。反応器を二酸化炭素で１分間フラッシュした。
次に反応器を二酸化炭素で大気圧から４００バールの圧力まで加圧し、温度を周囲温度から３５℃へ上昇し、反応器中に希望の超臨界条件を発生させた。混合物を２０００ｒｐｍで２時間撹拌した。次に圧力を大気圧へ下げ、反応器を開いた。
インドメタシンの分散粒子を含有するインターポリマー錯体が反応器中で形成されていたことが判明した。それを反応器から取り出した。次にその錯体をコーヒー粉砕器中で５分間粉砕し、粒径をせいぜい約５０μｍになるまで減少させた。結合剤として粉砕錯体と一緒に、質量で２％の医薬級粒状ステアリン酸マグネシウム〔ＦＡＣｌ、ペトロウ(Petrow)〕を混合した。次にその混合物を同様に更に２分間粉砕し、同様な粒径の結合剤の錯体中に均一な分散を達成した。
次にマネスティー(Manesty)型Ｆ３錠剤プレスを用いて錯体／結合剤混合物から６ｍｍの錠剤をプレスした。それら錠剤をハンソン(Hanson)ＳＲ−８溶解試験所で溶解試験のために用いた。溶解試験は、３７℃で７５ｒｐｍの撹拌速度を用いて行われた。
インドメタシン放出速度の決定は、ＵＶ分光測光法を用いて行なった。図１１は、６．８のｐＨ及び１．２のｐＨで夫々行なった溶解試験の結果を示している。それらの結果は、八つの実験から得られた複合（平均）結果である。
図１１は、カプセル化インドメタシン薬品の、製造した錠剤からの制御された放出を示している。薬剤の制御された放出は、６．８のｐＨで達成されたが、１．２のｐＨでは殆どの薬品が放出されなかった。
例６：液化前のインターポリマー錯体の形成
この例では、１０ｇのポリ（酢酸ビニル）−プロトン酸共重合体（ＰＶＡｃ−ＣＡ、アルドリッチ）を秤量し、５０℃に加熱した９０ｇのエタノールに溶解した。次に１０ｇのポリ（ビニルピロリドン）（ＰＶＰ−コリドン１２ＰＦ、ＢＡＳＦ）を９０ｇのエタノールに溶解した。それら二種類の重合体エタノール溶液を、次に一緒に混合した。真空炉中で約６０℃の温度及び約１０ｋＰａの絶対低下圧力で加熱することにより混合物からエタノールを蒸発させ、固体インターポリマー錯体残留物を得た。次にこの残留物をコーヒー粉砕器で５分間粉砕し、せいぜい５０μｍまで粒径を減少させた。
次に、そのようにして得られた粉砕錯体８ｇを、２ｇのインドメタシンと物理的に混合し、例５に記載したように更に処理した。例５のものと同様な生成物が得られた。
例７：液化を改良するための重合体表面活性剤の添加
次の成分を物理的に混合した：
成分 商品名 供給業者 量
ポリ（ビニルピロリドン） コリドン12ＰＦ ＢＡＳＦ 7.2g
ポリ（酢酸ビニル）−クロトン酸 − アルドリッチ 0.8g
ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ共重合体 プルロニックPE6800 ＢＡＳＦ 2g
最大粒径５００μｍの粉末混合物を生ずるように混合を行い、その粉末混合物を反応器中へ入れ（図７〜９の４０参照）、反応器を密封した。次に反応器を二酸化炭素で１分間フラッシュした。
次に反応器を二酸化炭素で大気圧から２７５バールの圧力まで加圧し、温度を周囲温度から３５℃へ上昇し、反応器中に希望の超臨界条件を発生させた。混合物を撹拌器により２０００ｒｐｍで撹拌し、混合物の液化を達成した。
液化混合物を２７５バールの圧力で噴霧ノズル０．１３ｍｍの開口を通して収集室へ噴霧した。インターポリマー錯体及び重合体表面活性剤の均質な混合物からなる乾燥粒状生成物が得られた。
実施例で用いた出発材料の供給業者の名称と住所は次の通りである：
アルドリッチ − アルドリッチ・ケミカル社
私書箱３５５
ミルウォーキー
ウィスコンシン州 ５３２３３
ＵＳＡ
ＢＡＳＦ − ＢＡＳＦ南アフリカ社（親会社）
私書箱２８０１
ハーフウエイ・ハウス(Halfway House)１６８５
南アフリカ
メルク − メルク社（親会社）
私書箱２８０５
ダルバン(Durban)４０００
南アフリカ
ＩＳＰ − 欧州ＩＳＰ
アラン・ターニング・ロード(Alan Turning Road)４０
サリー・リサーチ・パーク(Surrey Research Park)
ギルドフォルド(Guildford)
サリー(Surrey)ＧＵ２ ５ＹＦ
英国
シグマ − シグマ社（親会社）
私書箱４８５３
アトラスビル(Atlasville)１４６５
南アフリカ
ペトロウ − ＣＪペトロウ・ケミカルズ社(親会社)(代行業者)
６８ ５番街
アルバートビル(Albertville)２１９３
南アフリカ
本発明の方法に従い、使用中の高圧反応器の模式的側断面図である。 本発明の方法に従い、使用中の高圧反応器の模式的側断面図である。 本発明の方法に従い、使用中の高圧反応器の模式的側断面図である。 本発明の方法に従い、使用中の、図１〜３の修正した反応器の同様な模式的側断面図である。 本発明の方法に従い、使用中の、図１〜３の修正した反応器の同様な模式的側断面図である。 本発明の方法に従い、使用中の、図１〜３の修正した反応器の同様な模式的側断面図である。 本発明に従い、使用中の、別の高圧反応器の模式的側断面図である。 本発明に従い、使用中の、別の高圧反応器の模式的側断面図である。 本発明に従い、使用中の、別の高圧反応器の模式的側断面図である。 二種類の相補的重合体及びそれらの相互作用により形成されたインターポリマー錯体の夫々のフーリエ変換赤外線スペクトルの、バックグランドに対する％としての透過率を波数（ｃｍ-1）に対してプロットした図である。 本発明の方法によりカプセル化された活性物質の、異なったｐＨの水性液体中での放出速度を時間に対する放出％としてプロットした図である。

Claims (8)

  1. 粒状のカプセル化生成物を製造するために重合体カプセル化材料で活性物質をカプセル化する方法において、超臨界流体、重合体カプセル化材料、及び活性物質の混合物を形成すること、前記カプセル化材料で前記活性物質をカプセル化するか又はそれを引き起こし、カプセル化生成物を形成すること、前記超臨界流体からカプセル化生成物を分離すること、及びもし必要ならば、前記カプセル化生成物を粒径減少にかけ、前記活性物質が前記カプセル化材料によってカプセル化されたカプセル化生成物粒子を得ることにより行い、然も、
    前記混合物の形成が、超臨界流体、活性物質、及び、少なくとも二種類の相補的重合体を含むインターポリマー錯体の形の重合体カプセル化材料からなり、前記カプセル化生成物が、前記インターポリマー錯体によりカプセル化された前記活性物質の粒子を含むようにし、
    しかも、前記超臨界流体は二酸化炭素であり、
    前記混合物の形成が、インターポリマー錯体中に前記超臨界二酸化炭素を溶解してインターポリマー錯体を液化又は可塑化する工程を有し、そして、
    インターポリマー錯体を形成する重合体を、ポリ（酢酸ビニル）−クロトン酸共重合体、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（ビニルピロリドン）−ポリ（酢酸ビニル）共重合体、及びポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）−ポリ（エチレンオキシド）三元ブロック共重合体からなる群からの相補的物質から選択する
    ことを特徴とする、上記活性物質カプセル化方法。
  2. 混合物の形成が、液化又は可塑化状態で混合した時、一緒に相互作用することができる少なくとも二種類の相補的重合体を混合し、それら重合体を含む混合物を得る工程、前記重合体中に超臨界流体を溶解する工程、及び混合された液化又は可塑化状態で前記重合体を一緒に相互作用させるか又はそれを引き起こし、インターポリマー錯体を形成する工程を有する、請求項１に記載の方法。
  3. 重合体の混合が、せいぜい１０００μｍの粒径を有する重合体粒子を含む粒子混合物を形成し、然る後、超臨界流体を前記重合体粒子中に溶解する、請求項２に記載の方法。
  4. せいぜい１０００μｍの粒径を有する粒子を含む粒子状の相補的重合体中に別々に超臨界流体を溶解し、然る後、液化又は可塑化状態の重合体を混合して、混合物を形成する、請求項２に記載の方法。
  5. インターポリマー錯体で活性物質をカプセル化するか又はそれを引き起こすことが、超臨界流体が蒸発して、インターポリマー錯体により活性物質がカプセル化された粒子を含む残留物を残す温度及び圧力を有する雰囲気中で混合物を噴霧することを含む、請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法。
  6. インターポリマー錯体中に超臨界流体を溶解してインターポリマー錯体を液化するか又は可塑化することが、インターポリマー錯体中に粘度減少剤を分散させてインターポリマー錯体の粘度を低下し、噴霧を促進させる工程を含む、請求項５に記載の方法。
  7. インターポリマー錯体で活性物質をカプセル化するか又はそれを引き起こすことが、超臨界流体を蒸発させて、インターポリマー錯体中に活性物質が分散したものを含む固体残留物を残すこと、及びその残留物を粒径減少にかけて活性物質がインターポリマー錯体によりカプセル化されている粒子を得ることを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
  8. 混合物の形成が、重合体表面活性剤を混合物中に混合する工程を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
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