JP4933999B2 - 微粒子分散液製造方法および微粒子分散液製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は、微粒子分散液を製造する方法および装置に関するものである。
近年の新規医薬品の開発において、候補化合物を合成する際にコンビナトリアルケミストリーの手法が採用されている。このコンビナトリアルケミストリーとは、組み合わせを利用して多種・多様な化合物を短期間で一度に合成する技術である。本手法で得られる化合物は、多くの場合、溶解性の問題を有している。すなわち、化合物自身に優れた生理活性を見出すことができても、その化合物が水に溶けにくい性質がある場合、その化合物の開発を断念する例が多い。また、天然物からの抽出によって得られる化合物も、溶解性を改善するため様々な有機合成が行われ構造最適化が行われる。すでに市販されている医薬品にも溶解性の低いものがある。これらは、患者個体内及び個体間で薬物の吸収量に変動幅があり、血中濃度の管理など、使用する側の医師および使用される側の患者の双方にとって負担が大きい。
これらの問題点を解消し得るものとして微粒子製剤が注目を集めている。微粒子製剤は、難溶性の薬物粒子をマイクロメートル以下のサイズにしたものを水中に安定に分散させたものである。微粒子製剤を用いることで、生体内での薬物の吸収速度および量を高めることが可能である。また、患者個体内及び個体間における吸収量のバラツキの低減や、投与量に対する有効利用率の上昇が期待できる。このような微粒子製剤を製造する方法の発明が特許文献１，２に開示されている。
特許文献１に開示された発明は、溶媒中に分散させた有機化合物にレーザ光を照射することにより有機化合物の超微粒子を得るものである。特許文献２に開示された発明は、溶媒に分散させた有機バルク結晶に超短パルスレーザ光を照射することにより、非線形吸収によるアブレーションを誘起して有機バルク結晶を粉砕して高分散性飛散物となし、この高分散性飛散物を溶媒により回収することにより、有機化合物の超微粒子を得るものである。
特開２００１−１１３１５９号公報
特開２００５−２３８３４２号公報
しかしながら、特許文献１，２に開示された発明は、破砕対象である有機化合物または有機バルク結晶が溶媒に分散された状態であることから、有機化合物または有機バルク結晶へのレーザ光照射が偶発的であり、処理効率が低いという問題がある。
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、高効率かつ短時間に微粒子分散液を製造することができる方法および装置を提供することを目的とする。
本発明に係る微粒子分散液製造方法は、(1) 難溶性薬物および分散安定化剤を揮発性の有機溶媒に溶解させる溶解工程と、(2) この溶解工程において得られた溶解液に含まれる有機溶媒を蒸発除去し、当該有機溶媒除去により得られる残存物を容器の内壁に固定する固定工程と、(3) この固定工程の後に、容器の内部に水を注入し、容器の内部の残存物と水との界面近傍において水を流動させながら、容器の内壁に固定された残存物に対して光を照射して、難溶性薬物および分散安定化剤を含む微粒子が水に分散された微粒子分散液を製造する照射工程と、を備えることを特徴とする。
なお、溶解工程，固定工程および照射工程の全体を通じて１つの容器が用いられてもよい。また、上記残存物を得るまでの工程で用いられる容器と、その残存物の固定以降の工程で用いられる容器とは、互いに別個のものであってもよい。
この微粒子分散液製造方法によれば、溶解工程において、難溶性薬物および分散安定化剤が揮発性の有機溶媒に溶解される。続く固定工程において、溶解工程において得られた溶解液に含まれる有機溶媒が蒸発除去され、当該有機溶媒除去により得られる残存物が容器の内壁に固定される。更に続く照射工程において、容器の内部に水が注入され、容器の内部の残存物と水との界面近傍において水が流動している状態で、容器の内壁に固定された残存物に対して光が照射されて、難溶性薬物および分散安定化剤を含む微粒子が水に分散された液が製造される。
本発明に係る微粒子分散液製造方法では、照射工程において、容器の内部に注入された水を撹拌してもよいし、容器の内部に注入された水を振動（好適には超音波振動）させてもよいし、また、容器の内部へ水を供給してもよく、何れによっても、容器の内部の残存物と水との界面近傍において水を流動させることができる。
本発明に係る微粒子分散液製造方法では、照射工程において、容器の内部へ水を供給する場合に、容器の内部に供給する水の温度を一定に維持するのが好適であり、容器の内部で製造された微粒子分散液を容器とは別の回収容器に回収するのも好適であり、或いは、容器の内部へ水の供給と気体の供給とを交互に行い、この気体の供給の際に微粒子分散液を回収容器に回収するのも好適である。
本発明に係る微粒子分散液製造装置は、(1) 難溶性薬物および分散安定化剤が揮発性の有機溶媒に溶解され、当該溶解液に含まれる有機溶媒が蒸発除去されることにより得られる残存物が内壁に固定され、内部に水が注入される容器と、(2) 容器の内壁に固定された残存物に対して光を照射する光照射部と、(3) 容器の内部の残存物と水との界面近傍において水を流動させる流動手段と、を備えることを特徴とする。さらに、本発明に係る微粒子分散液製造装置は、流動手段により容器の内部の残存物と水との界面近傍において水を流動させ、光照射部により残存物に対して光を照射することにより、難溶性薬物および分散安定化剤を含む微粒子が水に分散された微粒子分散液を製造することを特徴とする。
この微粒子分散液製造装置では、難溶性薬物および分散安定化剤が揮発性の有機溶媒に溶解され、当該溶解液に含まれる有機溶媒が蒸発除去されることにより得られる残存物が容器の内壁に固定される。そして、容器の内部に水が注入され、流動手段により容器の内部の残存物と水との界面近傍において水を流動されている状態で、容器の内壁に固定された残存物に対して光照射部から光が照射されて、難溶性薬物および分散安定化剤を含む微粒子が水に分散された液が製造される。
本発明に係る微粒子分散液製造装置では、流動手段は、容器の内部に注入された水を撹拌する撹拌手段を含んでいてもよいし、容器の内部に注入された水を振動（好適には超音波振動）させる振動手段を含んでいてもよいし、また、容器の内部へ水を供給する給水手段を含んでいてもよく、何れによっても、容器の内部の残存物と水との界面近傍において水を流動させることができる。
本発明に係る微粒子分散液製造装置では、流動手段が上記給水手段を含む場合に、給水手段が、容器の内部に供給する水の温度を一定に維持するのが好適である。或いは、容器の内部で製造された微粒子分散液を回収する回収手段を更に備えるのも好適である。また或いは、容器の内部へ気体を供給する給気手段を更に備え、給水手段による水の供給と給気手段による気体の供給とを交互に行って、給気手段による気体の供給の際に回収手段により微粒子分散液を回収するのも好適である。
本発明によれば、高効率かつ短時間に微粒子分散液を製造することができる。また、本発明によれば、高濃度の微粒子分散液を製造することができるため、これまで点滴用製剤とされていた水難溶性薬物を、短時間で必要量の有効成分を投与可能な注射剤とすることができる。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１実施形態）
先ず、本発明に係る微粒子分散液製造方法および微粒子分散液製造装置の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る微粒子分散液製造装置１１の構成図である。この図に示されるように、微粒子分散液製造装置１１は、光照射部２０、容器３０、温度制御部４０、マグネティックスターラ５１およびスターラ台５２を備え、難溶性薬物および分散安定化剤を含む微粒子が水に分散された微粒子分散液を製造するものである。
容器３０は、被処理液が容れられるものであって、光照射部２０から出力されるレーザ光Ｌが透過し得る材料からなり、好適には石英ガラスからなる。なお、この図では、容器３０の内壁に後述の残存物１が固定され、また、容器３０の内部に水２が注入されている状態が示されている。
温度制御部４０は、恒温槽，温度計および温調手段を含み、温度計および温調手段によるフィードバック制御により、恒温槽内に収納された容器３０及び容器３０内部に容れられた被処理液を温度一定に維持する。恒温槽は、光照射部２０から出力されるレーザ光Ｌが通過する部分が透明窓となっている。
光照射部２０は、容器３０に向けてレーザ光Ｌを出射するものであり、レーザ光源２１および照射光制御部２２を含む。レーザ光源２１は、好適には波長９００ｎｍ以上の赤外レーザ光Ｌを出射する。照射光制御部２２は、レーザ光源２１から出射されて容器３０へ照射されるレーザ光Ｌの強度および照射時間の双方または何れか一方を調整する。
マグネティックスターラ５１は、後述する照射工程Ｓ３の際に、容器３０の内部に入れられ、スターラ台５２により駆動されて容器３０の底面の上で回転し、これにより、容器３０の内部に注入された水２を撹拌することで、容器３０の内部の残存物１と水２との界面近傍において水２を流動させる。すなわち、マグネティックスターラ５１およびスターラ台５２は、容器３０の内部に注入された水２を撹拌する撹拌手段として作用するとともに、容器３０の内部の残存物１と水２との界面近傍において水２を流動させる流動手段として作用する。
次に、第１実施形態に係る微粒子分散液製造装置１１の動作について説明するとともに、第１実施形態に係る微粒子分散液製造方法について説明する。図２は、第１実施形態に係る微粒子分散液製造方法を説明するフローチャートである。本実施形態に係る微粒子分散液製造方法は、溶解工程Ｓ１，固定工程Ｓ２および照射工程Ｓ３を順に行うことで、難溶性薬物および分散安定化剤を含む微粒子が水に分散された微粒子分散液を製造する。
溶解工程Ｓ１では、容器３０内において難溶性薬物および分散安定化剤が揮発性の有機溶媒に溶解される。ここで、難溶性薬物は、水にほとんど溶けない薬物であり、その溶解度については特に限定されないが、温度２５℃において溶解度が５０μｇ／ｍＬ以下のものが望ましい。難溶性薬物は、例えば、シクロスポリン、タクロリムス、ニフェジピン、塩酸ニカルジピン、フェニトイン、ジギトキシン、ジアゼパム、ニトロフラントイン、ベノキサプロフェン、グリセオフルビン、スルファチアゾール、ピロキシカム、カルバマゼピン、フェナセチン、トルブタミド、テオフィリン、グリセオフルビン、クロラムフェニコール、パクリタキセル、カンプトテシン、シスプラチン、ダウノルビシン、メトトレキサート、マイトマイシンＣ、ドセタキセル、ビンクリスチン、アンホテリシンＢ、ナイスタチン、酪酸クロベタゾン等の副腎皮質ホルモン類などの市販薬、及び、その他の開発中の新薬候補化合物が挙げられる。
分散安定化剤は高分子ポリマーまたは界面活性剤であるのが好適である。高分子ポリマーは、水溶性が高く、種々の有機溶媒に溶け易い物質であるのが望ましい。高分子ポリマーは、例えば、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、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートサクシネート、カルボキシメチルセルロースナトリウム、酢酸フタル酸セルロースなどのセルロース誘導体、寒天、ゼラチン、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、アミノアルキルメタアクリレートコポリマー、メタアクリル酸コポリマー、カルボキシビニルポリマー、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールなどが挙げられる。界面活性剤は、低毒性のものであるのが望ましく、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、コール酸、デオキシコール酸、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルが挙げられる。
有機溶媒は、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、アセトン、アセトニトリル、酢酸メチル、酢酸エチル、ジエチルエーテル等が挙げられ、より好ましくは、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類である。
溶解工程Ｓ１に続く固定工程Ｓ２では、溶解工程Ｓ１において得られた溶解液に含まれる有機溶媒が蒸発除去され、当該有機溶媒除去によりペレット状の残存物１が得られ、この残存物１が容器３０の内壁に固定される。
固定工程Ｓ２に続く照射工程Ｓ３では、容器３０の内部に水２が注入されて、容器３０の内壁に固定されている残存物１が水２に浸漬される（図１参照）。さらに、照射工程Ｓ３では、容器３０の内部に入れられたマグネティックスターラ５１がスターラ台５２により駆動されて容器３０の底面の上で回転して、容器３０の内部に注入された水２が撹拌され、容器３０の内部の残存物１と水２との界面近傍において水２が流動する。
そして、照射工程Ｓ３では、この撹拌状態で、レーザ光源２１から出力されたレーザ光Ｌは、照射光制御部２２により強度および照射時間の双方または何れか一方が調整されて、容器３０の内壁に固定された残存物１に対して照射される。なお、撹拌手段による撹拌は、連続的に行われてもよいし、断続的に行われてもよい。これにより、残存物１が粉砕されて微粒子とされ、この微粒子が水２に分散されてなる微粒子分散液が製造される。この微粒子は、難溶性薬物および分散安定化剤を含むものである。
第１実施形態に係る微粒子分散液製造装置１１または第１実施形態に係る微粒子分散液製造方法によれば、容器３０の内壁に固定されたペレット状の残存物１にレーザ光Ｌが高効率に照射されるので、高効率かつ短時間に微粒子分散液を製造することができる。また、好適には波長９００ｎｍ以上の赤外パルスレーザ光が出射され、多光子過程が起こらない程度の比較的弱い光照射でも微粒子が生成されるので、薬物分解等の問題が抑制され得る。
また、本実施形態では、照射工程Ｓ３において、マグネティックスターラ５１の回転により、容器３０の内部に注入された水２が撹拌され、容器３０の内部の残存物１と水２との界面近傍において水２が流動する。これにより、残存物１と水２との界面近傍において、レーザ光Ｌの照射により生成された微粒子が滞留または堆積することが抑制される。仮に撹拌を行わないとした場合には、残存物１と水２との界面近傍に微粒子が滞留または堆積し、レーザ光Ｌが該微粒子により散乱されて、レーザ光Ｌの照射による新たな微粒子の生成が妨げられる。しかし、本実施形態では、残存物１と水２との界面近傍において、レーザ光Ｌの照射により生成された微粒子が滞留または堆積することが抑制されるので、レーザ光Ｌの照射による新たな微粒子の生成が妨げられることはない。したがって、この点でも高効率かつ短時間に微粒子分散液を製造することができる。
このようにして製造された微粒子分散液から、難溶性薬物および分散安定化剤を含む微粒子が製造される。また、微粒子分散液を凍結乾燥して凍結乾燥微粒子が製造される。さらに、微粒子分散液，微粒子または凍結乾燥微粒子を含有する経口投与用製剤が製造され、また、微粒子分散液，微粒子または凍結乾燥微粒子を水に再懸濁して得られる分散液を含有する注射投与用製剤が製造される。
照射工程Ｓ３において、図１に示されるように、容器３０の内壁のうち残存物１が固定された領域の外側からレーザ光Ｌが照射されて、その照射されたレーザ光Ｌが容器３０，残存物１および水２の順に進行するのが好適である。このようにすることにより、残存物１と水２との界面近傍において微粒子が生成され、その微粒子は直ちに水２に分散される。
照射工程Ｓ３において、光照射部２０から残存物１に対して波長９００ｎｍ以上のレーザ光Ｌが照射されるのが好適である。このような波長のレーザ光Ｌが残存物１に照射されることで、残存物１に含まれる薬物の光劣化が更に抑制され得る。また、残存物１を経て界面にレーザ光Ｌが到達して該界面で微粒子が生成されることから、残存物１に対して吸光度が小さい波長のレーザ光Ｌが残存物１に照射されるのが好ましい。具体的には、残存物１に対する吸光度が０.０１程度以下である波長のレーザ光Ｌが残存物１に照射されるのが好ましい。
照射工程Ｓ３において、残存物１への光照射の強度および時間の双方または何れか一方が照射光制御部２１により調整されるのが好ましく、このようにすることにより、光照射により生成される微粒子の粒径が制御され得る。また、残存物１への光照射の際に当該照射領域または容器内が温度制御部４０により一定温度に維持されるのが好ましく、このようにすることにより、光照射により生成される微粒子の粒径が安定化される。
容器３０として密閉容器が用いられて、溶解工程Ｓ１，固定工程Ｓ２および照射工程Ｓ３が滅菌下で行われるのが好適である。すなわち、本実施形態では、容器３０外部から光照射するだけの簡易な手法であるので、密閉容器でも実施することができ、滅菌下での注射剤製造も容易である。
次に、第１実施形態に係る微粒子分散液製造装置１１または第１実施形態に係る微粒子分散液製造方法において用いられる容器３０の変形例について説明する。
図３は、第１実施形態において用いられる容器３０の第１変形例の構成図である。図１中に示された容器３０と対比すると、この図３に示される第１変形例の容器３０Ａでは、内部を上下に区分けするメッシュ板３１が設けられている点で相違する。このような容器３０Ａを用いる場合、固定工程Ｓ２では、有機溶媒除去により得られるペレット状の残存物１は、容器３０Ａのうちメッシュ板３１より下方の内壁に固定される。また、照射工程Ｓ３では、容器３０Ａのうちメッシュ板３１より上方まで水２が注入され、メッシュ板３１上にマグネティックスターラ５１が配置される。そして、メッシュ板３１上のマグネティックスターラ５１の回転により、メッシュ板３１下の水２も撹拌され、残存物１と水２との界面近傍において水２が流動する。この撹拌状態で、光照射部２０から出力されたレーザ光Ｌは、容器３０Ａの内壁に固定された残存物１に対して照射される。
図４は、第１実施形態において用いられる容器３０の第２変形例の構成図である。図１中に示された容器３０と対比すると、この図４に示される第２変形例の容器３０Ｂでは、底面のうち周縁部の環状領域において凹部３２が設けられている点で相違する。このような容器３０Ｂを用いる場合、固定工程Ｓ２では、有機溶媒除去により得られるペレット状の残存物１は、容器３０Ｂの底面のうち周縁部の凹部３２に固定される。また、照射工程Ｓ３では、容器３０の内部に水２が注入され、マグネティックスターラ５１の回転により水２が撹拌され、残存物１と水２との界面近傍において水２が流動する。このとき、マグネティックスターラ５１は残存物１に接触しない。この撹拌状態で、光照射部２０から出力されたレーザ光Ｌは、容器３０Ｂの内壁に固定された残存物１に対して照射される。
これら変形例の容器３０Ａ，３０Ｂを用いた場合にも、内壁に固定されたペレット状の残存物１にレーザ光Ｌが高効率に照射されるので、高効率かつ短時間に微粒子分散液を製造することができる。また、好適には波長９００ｎｍ以上の赤外パルスレーザ光が出射され、多光子過程が起こらない程度の比較的弱い光照射でも微粒子が生成されるので、薬物分解等の問題が抑制され得る。さらに、残存物１と水２との界面近傍において、レーザ光Ｌの照射により生成された微粒子が滞留または堆積することが抑制されるので、レーザ光Ｌの照射による新たな微粒子の生成が妨げられることはなく、この点でも高効率かつ短時間に微粒子分散液を製造することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明に係る微粒子分散液製造方法および微粒子分散液製造装置の第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係る微粒子分散液製造装置１２の構成図である。この図に示されるように、微粒子分散液製造装置１２は、光照射部２０、容器３０、温度制御部４０、超音波プローブ６１および駆動部６２を備え、難溶性薬物および分散安定化剤を含む微粒子が水に分散された微粒子分散液を製造するものである。
図１に示された第１実施形態に係る微粒子分散液製造装置１１の構成と対比すると、この図５に示される第２実施形態に係る微粒子分散液製造装置１２は、マグネティックスターラ５１およびスターラ台５２に替えて、超音波プローブ６１および駆動部６２を備える点で相違する。
超音波プローブ６１は、照射工程Ｓ３の際に、容器３０の内部に注入された水２に浸漬され、駆動部６２により駆動されて超音波を発生し、これにより、容器３０の内部に注入された水２を超音波振動させることで、容器３０の内部の残存物１と水２との界面近傍において水２を流動させる。すなわち、超音波プローブ６１および駆動部６２は、容器３０の内部に注入された水２を振動させる振動手段として作用するとともに、容器３０の内部の残存物１と水２との界面近傍において水２を流動させる流動手段として作用する。
次に、第２実施形態に係る微粒子分散液製造装置１２の動作について説明するとともに、第２実施形態に係る微粒子分散液製造方法について説明する。第２実施形態に係る微粒子分散液製造方法を説明するフローチャートは、図２に示されたものと同様である。本実施形態に係る微粒子分散液製造方法も、溶解工程Ｓ１，固定工程Ｓ２および照射工程Ｓ３を順に行うことで、難溶性薬物および分散安定化剤を含む微粒子が水に分散された微粒子分散液を製造する。第２実施形態における溶解工程Ｓ１および固定工程Ｓ２それぞれは、第１実施形態の場合と同様である。
第２実施形態における照射工程Ｓ３では、容器３０の内部に水２が注入されて、容器３０の内壁に固定されている残存物１が水２に浸漬される（図５参照）。さらに、照射工程Ｓ３では、容器３０の内部に入れられた超音波プローブ６１が駆動部６２により駆動されて超音波を発生して、容器３０の内部に注入された水２が振動し、容器３０の内部の残存物１と水２との界面近傍において水２が流動する。
そして、照射工程Ｓ３では、この振動状態で、レーザ光源２１から出力されたレーザ光Ｌは、照射光制御部２２により強度および照射時間の双方または何れか一方が調整され、ミラー２３により反射されて、容器３０の内壁に固定された残存物１に対して照射される。なお、振動手段による振動は、連続的に行われてもよいし、断続的に行われてもよい。これにより、残存物１が粉砕されて微粒子とされ、この微粒子が水２に分散されてなる微粒子分散液が製造される。この微粒子は、難溶性薬物および分散安定化剤を含むものである。
第２実施形態に係る微粒子分散液製造装置１２または第２実施形態に係る微粒子分散液製造方法によれば、容器３０の内壁に固定されたペレット状の残存物１にレーザ光Ｌが高効率に照射されるので、高効率かつ短時間に微粒子分散液を製造することができる。また、好適には波長９００ｎｍ以上の赤外パルスレーザ光が出射され、多光子過程が起こらない程度の比較的弱い光照射でも微粒子が生成されるので、薬物分解等の問題が抑制され得る。
また、本実施形態では、照射工程Ｓ３において、超音波プローブ６１による超音波発生により、容器３０の内部に注入された水２が振動し、容器３０の内部の残存物１と水２との界面近傍において水２が流動する。これにより、残存物１と水２との界面近傍において、レーザ光Ｌの照射により生成された微粒子が滞留または堆積することが抑制されるので、レーザ光Ｌの照射による新たな微粒子の生成が妨げられることはない。したがって、この点でも高効率かつ短時間に微粒子分散液を製造することができる。
このようにして製造された微粒子分散液から、難溶性薬物および分散安定化剤を含む微粒子が製造される。また、微粒子分散液を凍結乾燥して凍結乾燥微粒子が製造される。さらに、微粒子分散液，微粒子または凍結乾燥微粒子を含有する経口投与用製剤が製造され、また、微粒子分散液，微粒子または凍結乾燥微粒子を水に再懸濁して得られる分散液を含有する注射投与用製剤が製造される。
本実施形態でも、照射工程Ｓ３において、容器３０の内壁のうち残存物１が固定された領域の外側からレーザ光Ｌが照射されて、その照射されたレーザ光Ｌが容器３０，残存物１および水２の順に進行するのが好適である。照射工程Ｓ３において、光照射部２０から残存物１に対して波長９００ｎｍ以上のレーザ光Ｌが照射されるのが好適であり、また、残存物１を経て界面にレーザ光Ｌが到達して該界面で微粒子が生成されることから、残存物１に対して吸光度が小さい波長のレーザ光Ｌが残存物１に照射されるのが好ましい。照射工程Ｓ３において、残存物１への光照射の強度および時間の双方または何れか一方が照射光制御部２１により調整されるのが好ましく、また、残存物１への光照射の際に当該照射領域または容器内が温度制御部４０により一定温度に維持されるのが好ましい。また、容器３０として密閉容器が用いられて、溶解工程Ｓ１，固定工程Ｓ２および照射工程Ｓ３が滅菌下で行われるのが好適である。
次に、第２実施形態に係る微粒子分散液製造装置１２または第２実施形態に係る微粒子分散液製造方法において用いられる振動手段の変形例について説明する。図６は、第２実施形態において用いられる振動手段の変形例を示す図である。この図に示される変形例では、振動手段として超音波発生素子６３が容器３０の外壁に貼り付けられている。この超音波発生素子６３により発生した超音波は容器３０を経て水２に伝わって、これにより、容器３０の内部に注入された水２が超音波振動し、容器３０の内部の残存物１と水２との界面近傍において水２が流動する。そして、残存物１と水２との界面近傍において、レーザ光Ｌの照射により生成された微粒子が滞留または堆積することが抑制されるので、レーザ光Ｌの照射による新たな微粒子の生成が妨げられることはなく、高効率かつ短時間に微粒子分散液を製造することができる。
また、第２実施形態における振動手段の変形例として超音波洗浄器（例えば BRANSON社製のB5510）を用い、この超音波洗浄器に容器３０を入れて、容器３０の内部の水を超音波振動させてもよい。或いは、第２実施形態における振動手段の変形例として試験管ミキサー（例えば AS ONE社製のHM-10H）を用い、この試験管ミキサーに容器３０を入れて、容器３０の内部の水を振動させてもよい。これらの場合にも、水２が振動して、容器３０の内部の残存物１と水２との界面近傍において水２が流動する。そして、残存物１と水２との界面近傍において、レーザ光Ｌの照射により生成された微粒子が滞留または堆積することが抑制されるので、レーザ光Ｌの照射による新たな微粒子の生成が妨げられることはなく、高効率かつ短時間に微粒子分散液を製造することができる。
なお、第２実施形態では、容器３０の内壁に固定された残存物１は、レーザ光照射により光エネルギーが与えられることによって粉砕されて微粒子とされるだけでなく、振動エネルギーが与えられることによっても粉砕されて微粒子とされる場合がある。したがって、第２実施形態では、この点でも、高効率かつ短時間に微粒子分散液を製造することができる。
（第３実施形態）
次に、本発明に係る微粒子分散液製造方法および微粒子分散液製造装置の第３実施形態について説明する。図７は、第３実施形態に係る微粒子分散液製造装置１３の構成図である。この図に示されるように、微粒子分散液製造装置１３は、光照射部２０、容器７０、給水部８０および回収部９０を備え、難溶性薬物および分散安定化剤を含む微粒子が水に分散された微粒子分散液を製造するものである。この第３実施形態における光照射部２０は、第２実施形態における光照射部２０と同じ構成のものでる。
第３実施形態において用いられる容器７０は、被処理液が容れられるものであって、光照射部２０から出力されるレーザ光Ｌが透過し得る材料からなり、好適にはガラスからなる。この容器７０の内部空間７１と外部との間に流入路７２および流出路７３が設けられている。容器７０の上に上板７４が装着されたときに、内部空間７１と外部との間は、流入路７２および流出路７３のみによって繋がっている。なお、この図では、容器７０の内部空間７１の底面に残存物１が固定され、また、容器７０の内部空間７１に水２が注入されている状態が示されている。
給水部８０は、容器７０の流入路７２に対して給水管により接続されており、容器７０の内部空間７１へ水を供給し、これにより、容器７０の内部の残存物１と水２との界面近傍において水２を流動させる。すなわち、これら給水部８０，流入路７２および給水管８４は、容器７０の内部へ水を供給する給水手段として作用するとともに、容器７０の内部の残存物１と水２との界面近傍において水２を流動させる流動手段として作用する。
給水部８０は、給水容器８１、温度制御部８２および給水ポンプ８３を含む。給水容器８１は、容器７０の内部へ供給されるべき水を容れておくものである。温度制御部８２は、給水容器８１に容れられている水を所定温度に維持するものであり、これにより、所定温度の水を容器７０の内部へ供給することができる。給水ポンプ８３は、給水容器８１に容れられている水を容器７０の流入路７２へ送出するものである。
給水ポンプ８３としてペリスタポンプが好適に用いられる。この場合、給水ポンプ８３の流入口を給水容器８１内の水に漬けておけば、その水が容器７０の内部へ供給される。また、給水ポンプ８３の流入口を気体（空気等）中に置いておけば、その気体が容器７０の内部へ供給される。すなわち、給水ポンプ８３は、容器７０の内部へ気体を供給する給気手段としても作用し得る。
回収部９０は、容器７０の流出路７３に対して排水管９１により接続されており、容器７０で製造された微粒子分散液を回収して貯蔵する。すなわち、これら回収部９０，流出路７３および排水管９１は、容器７０の内部で製造された微粒子分散液を回収する回収手段として作用する。
次に、第３実施形態に係る微粒子分散液製造装置１３の動作について説明するとともに、第３実施形態に係る微粒子分散液製造方法について説明する。第３実施形態に係る微粒子分散液製造方法を説明するフローチャートは、図２に示されたものと同様である。本実施形態に係る微粒子分散液製造方法も、溶解工程Ｓ１，固定工程Ｓ２および照射工程Ｓ３を順に行うことで、難溶性薬物および分散安定化剤を含む微粒子が水に分散された微粒子分散液を製造する。
溶解工程Ｓ１では、容器７０内において難溶性薬物および分散安定化剤が揮発性の有機溶媒に溶解される。難溶性薬物、分散安定化剤および有機溶媒については第１実施形態において例示した通りである。溶解工程Ｓ１に続く固定工程Ｓ２では、溶解工程Ｓ１において得られた溶解液に含まれる有機溶媒が蒸発除去され、当該有機溶媒除去によりペレット状の残存物１が得られ、この残存物１が容器７０の底面に固定される。
この固定工程Ｓ２の後に、容器７０の上に上板７４が装着され、容器７０の流入路７２に対して給水管８４により給水部８０が接続され、容器７０の流出路７３に対して排水管９１により回収部９０が接続されて、照射工程Ｓ３が行われる。
照射工程Ｓ３では、給水部８０において、温度制御部８２により一定温度に維持された給水容器８１内の水が、給水ポンプ８３により送出される。給水部８０から送出された水は、給水管および容器７０の流入路７２を経て内部空間７１へ供給される。これにより、容器７０の内部空間７１の底面に固定された残存物１は水２に浸漬される。また、給水手段により容器７０の内部空間７１へ水が供給されている期間では、残存物１と水２との界面近傍において水２が流動する。
そして、照射工程Ｓ３では、この状態で、レーザ光源２１から出力されたレーザ光Ｌは、照射光制御部２２により強度および照射時間の双方または何れか一方が調整され、ミラー２３により反射されて、容器７０の底面に固定された残存物１に対して照射される。これにより、残存物１が粉砕されて微粒子とされ、この微粒子が水２に分散されてなる微粒子分散液が製造される。この微粒子は、難溶性薬物および分散安定化剤を含むものである。容器７０の内部で製造された微粒子分散液は、流出路７３および排出管９１を経て回収部９０へ移されて回収される。
第３実施形態に係る微粒子分散液製造装置１３または第３実施形態に係る微粒子分散液製造方法によれば、容器７０の内壁に固定されたペレット状の残存物１にレーザ光Ｌが高効率に照射されるので、高効率かつ短時間に微粒子分散液を製造することができる。また、好適には波長９００ｎｍ以上の赤外パルスレーザ光が出射され、多光子過程が起こらない程度の比較的弱い光照射でも微粒子が生成されるので、薬物分解等の問題が抑制され得る。
また、本実施形態では、照射工程Ｓ３において、給水手段による容器７０内への水の供給により、容器７０の内部の残存物１と水２との界面近傍において水２が流動する。これにより、残存物１と水２との界面近傍において、レーザ光Ｌの照射により生成された微粒子が滞留または堆積することが抑制されるので、レーザ光Ｌの照射による新たな微粒子の生成が妨げられることはない。したがって、この点でも高効率かつ短時間に微粒子分散液を製造することができる。
このようにして製造・回収された微粒子分散液から、難溶性薬物および分散安定化剤を含む微粒子が製造される。また、微粒子分散液を凍結乾燥して凍結乾燥微粒子が製造される。さらに、微粒子分散液，微粒子または凍結乾燥微粒子を含有する経口投与用製剤が製造され、また、微粒子分散液，微粒子または凍結乾燥微粒子を水に再懸濁して得られる分散液を含有する注射投与用製剤が製造される。
本実施形態でも、照射工程Ｓ３において、容器７０の内壁のうち残存物１が固定された領域の外側からレーザ光Ｌが照射されて、その照射されたレーザ光Ｌが容器７０，残存物１および水２の順に進行するのが好適である。照射工程Ｓ３において、光照射部２０から残存物１に対して波長９００ｎｍ以上のレーザ光Ｌが照射されるのが好適であり、また、残存物１を経て界面にレーザ光Ｌが到達して該界面で微粒子が生成されることから、残存物１に対して吸光度が小さい波長のレーザ光Ｌが残存物１に照射されるのが好ましい。照射工程Ｓ３において、残存物１への光照射の強度および時間の双方または何れか一方が照射光制御部２１により調整されるのが好ましく、また、残存物１への光照射の際に当該照射領域または容器内が温度制御部４０により一定温度に維持されるのが好ましい。また、容器７０として密閉容器が用いられて、溶解工程Ｓ１，固定工程Ｓ２および照射工程Ｓ３が滅菌下で行われるのが好適である。
なお、給水手段による容器７０の内部空間７１への水の供給は、連続的に行われてもよいし、断続的に行われてもよい。連続的に給水を行う場合と比較して、断続的に給水を行う場合には、回収された微粒子分散液における微粒子濃度が高いので、注射剤を製造するのが容易である。
また、給水手段による水の供給と給気手段による気体の供給とを交互に行って、給気手段による気体の供給の際に回収手段により微粒子分散液を回収してもよい。この場合も、回収された微粒子分散液における微粒子濃度が高いので、注射剤を製造するのが容易である。
また、容器７０の内部空間７１の容量が充分に大きい場合には、回収部９０を設けることなく、得られた微粒子分散液を容器７０の内部空間７１に留めておいてもよい。このとき、容器７０において流入路７２から内部空間７１へ注入される水は、残存物１と水２との界面近傍へ供給されるのが好適である。このようにすることで、残存物１と水２との界面近傍における微粒子濃度を効率よく小さく維持することができる。
次に、本実施形態に係る微粒子分散液製造装置または微粒子分散液製造方法のより具体的な実施例について説明する。
先ず実施例１について説明する。実施例１は第３実施形態に相当するものである。実施例１では、難溶性薬物である免疫抑制薬Cyclosporin A（シクロスポリンＡ、以下「ＣｓＡ」という。）の微粒子分散液を調製した。難溶性薬物としてのＣｓＡ原末（５０ｍｇ）と、分散安定化剤としてのポリビニルピロリドン（２５０ｍｇ）およびラウリル硫酸ナトリウム（１０ｍｇ）とを試験管にとり、揮発性有機溶媒であるエタノール（５ｍＬ）により溶解した。この溶解液を容器７０に容れて、減圧条件下でエタノールを乾固し、薬物と分散安定化剤との混合物（残存物）を得た。この得られた混合物に水を添加して密閉した。
容器７０へ水を供給するとともに、容器７０の内壁に固定された混合物に対してＮｄ:ＹＡＧパルスレーザ光を照射した。照射条件は、波長１０６４ｎｍ、照射光強度０.６１Ｊ/ｃｍ２/pulse、パルス幅５〜７ ｎｓ、繰り返し周波数１０Ｈｚであった。６０分間照射を行って、均一に白濁化した分散液が得られた。本実施例において、上記の操作は全て室温（２０℃）で行った。
高速液体クロマトグラフィ（High performance liquid chromatography、以下「ＨＰＬＣ」という。）を用いて波長２１０ｎｍの吸光度を測定することにより、得られた分散液に含まれるＣｓＡ量を定量した（図８）。分離担体としてＯＤＳ-Ｃ１８（東ソー株式会社製）を用い、移動相としてアセトニトリル-イソプロパノール-水（２:５:３）を使用して、温度５０℃で行った。標品としてＣｓＡ原末を１ｍｇ／ｍＬとなるようにアセトニトリル-水（１:１）に溶解したものを使用した。ＣｓＡは約８分の位置に溶出し、標品を測定して得られたピーク面積を元に試料中のＣｓＡ量を比較計算して算出した結果、微粒子分散液中のＣｓＡ量は９.２９±０.１４ｍｇ／ｍＬ（ｎ＝３）であった。水に対する溶解度（２３μｇ／ｍＬ）に比べて十分に高濃度の微粒子分散液を調製することができた。ＨＰＬＣチャート上には、レーザ照射による共雑物ピークの増加は認められなかった。
実施例１で得られた微粒子分散液に含まれる微粒子の粒度分布を測定した。粒径測定の際に用いた測定装置はＳＡＬＤ-７０００（株式会社島津製作所製）であった。粒径２００〜１０００ｎｍの範囲で、３００ｎｍおよび８００ｎｍそれぞれにピークをもつ粒度分布が得られた（図９）。粒度の揃った均一な微粒子懸濁液であると考えられる。
実施例１で得られた微粒子分散液に含まれる微粒子の電子顕微鏡写真を撮影した（図１０）。測定装置には走査電子顕微鏡Ｓ４２００（株式会社日立製作所製）を用いた。この写真を見たところ、微粒子の形状は球形であり、３００〜４００ｎｍ程度の粒子径の微粒子が多く認められた。これは粒度分布のデータとも一致しており、均一な微粒子群であると考えられる。
以上のように、粒径が揃ったＣｓＡ微粒子が分散された微粒子分散液を調製することができた。レーザ照射中の液相温度，照射強度および照射時間を変化させることにより、異なる粒子径の微粒子分散液を調製することが可能であった（以下の実施例を参照）。また、得られた分散液は室温で数日静置しても、沈殿はほとんど認められなかった。さらに、凍結乾燥が可能であり、凍結乾燥前と再懸濁後との間で分散液について粒度分布および電子顕微鏡像に有意な差は認められなかった。
なお、一般に、レーザ光照射時に供給する水の温度が低いほど、粒子径が均一で小さい微粒子が得られた。水の温度を４℃付近としたとき、粒子径１００ｎｍ以下の粒子径が揃った微粒子の分散液が得られた。
次に実施例２について説明する。実施例２では、分散安定化剤としてポロキサマー４０７（５０ｍｇ）を用いた。その他の製造条件および顕微鏡観察条件は実施例１と同様である。実施例２で得られた微粒子分散液に含まれる微粒子の電子顕微鏡写真を見たところ、微粒子の形状は球形であり、マイクロメートルサイズ以下の粒子径の微粒子が多く認められた。
次に実施例３について説明する。実施例３では、試験管内の混合物（残存物）へ照射するレーザ光の強度を０.３０または０.６１Ｊ／ｃｍ２／pulseとした。その他の製造条件および顕微鏡観察条件は実施例１と同様である。実施例３で得られた微粒子分散液に含まれる微粒子の電子顕微鏡写真を見たところ、微粒子の形状は球形であり、照射強度により粒子径は変化し、照射光強度が小さい方が粒子径は小さかった。これらの結果から、照射光強度が大きいほど、生成する微粒子の粒子径は増大すると考えられる。
次に実施例４について説明する。実施例４では、容器７０の内壁に固定された残存物へレーザ光を照射する時間を１０，６０または１８０分間とした。その他の製造条件および顕微鏡観察条件は実施例１と同様である。実施例４で得られた微粒子分散液に含まれる微粒子の電子顕微鏡写真を見たところ、微粒子の形状は球形であり、照射時間により粒子径は変化した。照射時間１０分の試料では粒径２００〜５００ｎｍの微粒子が多いのに対し、照射時間６０分の試料では粒径５００ｎｍ〜１μｍの微粒子が多く、照射時間１８０分の試料では１μｍを超える粒子径をもつ微粒子が多く認められた。これらの結果から、照射時間が長いほど、生成する微粒子の粒子径は増大すると考えられる。
次に実施例５について説明する。実施例５では、難溶性薬物として抗炎症薬clobetasone butyrate（酪酸クロベタゾン）を用いて、clobetasone butyrateの微粒子分散液を調製した。その他の製造条件，粒度分布測定条件および顕微鏡観察条件は実施例１と同様である。実施例５で得られた微粒子分散液に含まれる微粒子の粒度分布および電子顕微鏡写真から、微粒子の形状は球形であり、マイクロメートルサイズ以下の粒子径の微粒子が多く認められ、分散液中の微粒子は２００ｎｍから１μｍの間に存在しており、粒度の揃った均一な微粒子懸濁液であると考えられる。
次に実施例６について説明する。実施例６では、難溶性薬物として抗てんかん薬nifedipine（ニフェジピン）を用いて、nifedipineの微粒子分散液を調製した。その他の製造条件および粒度分布測定条件は実施例１と同様である。実施例６で得られた微粒子分散液に含まれる微粒子の粒度分布から、分散液中の微粒子は２００ｎｍから２μｍの間に存在しており、４００ｎｍおよび１.２μｍそれぞれに粒径ピークをもつ分散液であると考えられる。
次に実施例７について説明する。実施例７では、難溶性薬物として抗炎症薬ibuprofen（イブプロフェン）を用いて、ibuprofenの微粒子分散液を調製した。その他の製造条件および粒度分布測定条件は実施例１と同様である。実施例７で得られた微粒子分散液に含まれる微粒子の粒度分布から、分散液中の微粒子は２５０ｎｍから１μｍの間に存在しており、７００ｎｍに粒径ピークをもつ粒度の揃った均一な微粒子懸濁液であると考えられる。
１…残存物、２…水、１１〜１３…微粒子分散液製造装置、２０…光照射部、２１…レーザ光源、２２…照射光制御部、３０，３０Ａ，３０Ｂ…容器、４０…温度制御部、５１…マグネティックスターラ、５２…スターラ台、６１…超音波プローブ、６２…駆動部、６３…超音波発生素子、７０…容器、７１…内部空間、７２…流入路、７３…流出路、７４…上板、８０…給水部、８１…給水容器、８２…温度制御部、８３…給水ポンプ、８４…給水管、９０…回収部、９１…排水管、Ｌ…レーザ光。
Claims (14)
- 難溶性薬物および分散安定化剤を揮発性の有機溶媒に溶解させる溶解工程と、
この溶解工程において得られた溶解液に含まれる前記有機溶媒を蒸発除去し、当該有機溶媒除去により得られる残存物を容器の内壁に固定する固定工程と、
この固定工程の後に、前記容器の内部に水を注入し、前記容器の内部の前記残存物と前記水との界面近傍において前記水を流動させながら、前記容器の内壁に固定された前記残存物に対して光を照射して、前記難溶性薬物および前記分散安定化剤を含む微粒子が水に分散された微粒子分散液を製造する照射工程と、
を備えることを特徴とする微粒子分散液製造方法。 - 前記照射工程において、前記容器の内部に注入された水を撹拌することで、前記容器の内部の前記残存物と前記水との界面近傍において前記水を流動させる、ことを特徴とする請求項１記載の微粒子分散液製造方法。
- 前記照射工程において、前記容器の内部に注入された水を振動させることで、前記容器の内部の前記残存物と前記水との界面近傍において前記水を流動させる、ことを特徴とする請求項１記載の微粒子分散液製造方法。
- 前記照射工程において、前記容器の内部へ水を供給することで、前記容器の内部の前記残存物と前記水との界面近傍において前記水を流動させる、ことを特徴とする請求項１記載の微粒子分散液製造方法。
- 前記照射工程において、前記容器の内部に供給する水の温度を一定に維持する、ことを特徴とする請求項４記載の微粒子分散液製造方法。
- 前記照射工程において、前記容器の内部で製造された微粒子分散液を前記容器とは別の回収容器に回収する、ことを特徴とする請求項４記載の微粒子分散液製造方法。
- 前記照射工程において、前記容器の内部へ水の供給と気体の供給とを交互に行い、この気体の供給の際に前記微粒子分散液を前記回収容器に回収する、ことを特徴とする請求項６記載の微粒子分散液製造方法。
- 難溶性薬物および分散安定化剤が揮発性の有機溶媒に溶解され、当該溶解液に含まれる前記有機溶媒が蒸発除去されることにより得られる残存物が内壁に固定され、内部に水が注入される容器と、
前記容器の内壁に固定された前記残存物に対して光を照射する光照射部と、
前記容器の内部の前記残存物と前記水との界面近傍において前記水を流動させる流動手段と、
を備え、
前記流動手段により前記容器の内部の前記残存物と前記水との界面近傍において前記水を流動させ、前記光照射部により前記残存物に対して光を照射することにより、前記難溶性薬物および前記分散安定化剤を含む微粒子が水に分散された微粒子分散液を製造する、
ことを特徴とする微粒子分散液製造装置。 - 前記流動手段が、前記容器の内部に注入された水を撹拌する撹拌手段を含み、この撹拌手段により前記容器の内部の前記残存物と前記水との界面近傍において前記水を流動させる、ことを特徴とする請求項８記載の微粒子分散液製造装置。
- 前記流動手段が、前記容器の内部に注入された水を振動させる振動手段を含む、この振動手段により前記容器の内部の前記残存物と前記水との界面近傍において前記水を流動させる、ことを特徴とする請求項８記載の微粒子分散液製造装置。
- 前記流動手段が、前記容器の内部へ水を供給する給水手段を含み、この給水手段により前記容器の内部の前記残存物と前記水との界面近傍において前記水を流動させる、ことを特徴とする請求項８記載の微粒子分散液製造装置。
- 前記給水手段が、前記容器の内部に供給する水の温度を一定に維持する、ことを特徴とする請求項１１記載の微粒子分散液製造装置。
- 前記容器の内部で製造された微粒子分散液を回収する回収手段を更に備えることを特徴とする請求項１１記載の微粒子分散液製造装置。
- 前記容器の内部へ気体を供給する給気手段を更に備え、
前記給水手段による水の供給と前記給気手段による気体の供給とを交互に行って、
前記給気手段による気体の供給の際に前記回収手段により前記微粒子分散液を回収する、
ことを特徴とする請求項１３記載の微粒子分散液製造装置。
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