JP5225835B2 - ナノ粒子被覆カプセルの乾燥製剤 - Google Patents
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Description
(i)不連続相の液滴を含む二相液系を形成するように、活性物質を含む不連続相を連続相中に分散させるステップであり、前記液滴がそれぞれその表面に相界面を有するステップと、
(ii)前記二相液系に供給したナノ粒子を前記相界面に凝集させることにより、前記液滴表面を前記ナノ粒子の少なくとも1層で被覆するステップであり、前記少なくとも1つのナノ粒子層が、その後の連続相の除去を可能にするのに十分な構造完全性を前記液滴にもたらすステップと、
(iii)ナノ粒子被覆液滴から連続相を除去し、乾燥製剤を製造するステップと
を含む製造方法。
(i)不連続相の液滴を含む二相液系を形成するように、活性物質を含む不連続相を連続相中に分散させるステップであり、前記液滴がそれぞれその表面に相界面を有するステップと、
(ii)連続相を除去し、乾燥製剤を製造するステップであり、その間に、前記二相液系に供給したナノ粒子を相界面に凝集させることにより、前記液滴表面を前記ナノ粒子の少なくとも1層で被覆し、前記少なくとも1つのナノ粒子層が連続相の除去に耐えるのに十分な構造完全性を液滴にもたらすステップとを含む活性物質用の乾燥製剤を製造する方法を提供する。
乾燥粉末製剤は、普通水性製剤と比較して活性物質の含有量が高いため、乾燥した粉末として輸送、保存及び/又は投与できる送達系は、医薬産業などの多くの産業において有利である。これは、活性物質の有効量投与に関して、送達系の体積の少量化が必要とされることを意味している。乾燥製剤における活性物質含有量の増加は、主に不必要な液体の排除に依存する。
(1)ナノ粒子の湿潤性
ナノ粒子18(例えば、シリカナノ粒子)は疎水性に修正できる。好ましい実施形態において、ナノ粒子18の表面はオルガノシラン(例えばジメチルクロロシラン)を用いて修正されている。カプセル20の合体挙動は、乳濁液液滴の界面14におけるナノ粒子18の被覆率のみならず、ナノ粒子18が疎水性であるか、又は親水性であるかに依存する。親水性ナノ粒子18の全体又は部分的被覆率に対して、カプセル20はさらにいくらかの拡大挙動を示す(すなわち、カプセルの直径が凝集の間に増加する)。これに反して、複数の疎水性ナノ粒子18層に被覆された乳濁液液滴は(塩濃度が高い状態(例えば、1×10−1M)での凝固条件下で)、拡大したカプセルより安定した凝集ネットワークを形成する。湿潤相において、ナノ粒子18が、カプセル20の合体発生を減少する疎水性表面を有することが好ましいことが、実験により明らかにされた。
モデル油水界面14に吸着する疎水性シリカナノ粒子に関する、標準的な等温線を図3に示す。塩(電解質)の添加はナノ粒子の吸着を劇的に増大することが明らかである。好ましくは、相界面におけるナノ粒子の凝集を高めるために適切量の電解質が存在する状態で、ナノ粒子は相界面に凝集する。電解質の量は通常1×10−1M未満(好ましくは少なくとも1×10−3M、より好ましくは少なくとも0.5×10−4M)と見込まれる。好ましい実施形態においてNaClが使用されているが、任意の電解質が使用できることは当業者なら理解されよう。
ナノ粒子18の添加の前に、レシチンなどの負に帯電したリン脂質単層又は正に帯電したオレイルアミンを安定剤として使用し、乳濁液の油滴を安定化させてもよい(乳化剤14を図1に示す)。レシチン及びオレイルアミンの両方は、ナノ粒子18が凝集する前に液滴10が合体することを防ぐのに役立つ脂質乳化剤である。本発明において特に有用な、オレイルアミンと類似の他の安定剤は、1,2−ジステアリル−sn−グリセロ−3−ホスファチジルエタノールアミン−N、ステアリルアミン及び1,2−ジオレイル−3−トリメチルアンモニウム−プロパンを含む。
上述のように、ナノ粒子はまずどちらかの相(油又は水)に分散でき、乳濁液が形成されたとき、ナノ粒子は相界面に凝集する。
油(g)とナノ粒子(g)の比は、乾燥ステップに耐えられるカプセル(すなわち、乾燥可能なカプセル)の調製において、重要な役割を果たす。つまり、油とナノ粒子の質量比が少なくとも1:0.02であることが、乾燥カプセルを製造するために必要であると考えられる。しかし、好ましくは油とナノ粒子の質量比は少なくとも1:0.05、より好ましくは少なくとも1:0.2で使用される
カプセルは、安定を維持し、合体して増大した直径のカプセルを実質的に形成しないように調製される。したがって、本発明は小型サイズのカプセルを維持するだけでなく、カプセル内に含まれる活性物質の放出プロフィールを維持する利点も有する。小型サイズのカプセルは表面積が増大し、かつ小型サイズのカプセルを求める標的範囲(例えば、毛細血管)へカプセルを送達可能にする。カプセル20は、したがって、従来のカプセル製剤より長期保存でき、後の使用のために保存及び/又は輸送できる。
安定剤のレシチン(0.6g)を、トリグリセライド(Miglyol 812(商標))(10g)に溶解し、次いでローターステーターホモジナイザーを使用して混合しながら(11,000rpm、10分、pH=6.95±0.2)水に加えた(試料の全重量:100g)。あるいは、高圧ホモジナイザー(5サイクル、5mBar)も乳濁液の製造に使用できる。24時間後、乳濁液の特性をサイズ(レーザー回折、Malvern Mastersizer)及びゼータ電位(PALS)により決定した。液滴のサイズ分布を図9a及び図9bに示す。液滴サイズは0.20〜0.86μmの範囲である。
シリカ(Aerosil(登録商標))ナノ粒子の水分散液(1重量%)を、少なくとも1時間にわたって、超音波処理により調製した。図8は、平均シリカナノ粒子サイズがおよそ50nmであったことを示す。
ステップ(a)において形成された乳濁液と、ナノ粒子分散液(b)とを混合した。その後、混合物の体積を所望であれば水を加えることによって変更できる。塩濃度は1×10−4から1×10−1の範囲内でよい。
乾燥乳濁液粉末を調製するために、乳濁液及び親水性シリカ分散液を20mlのバイアル中で混合し、以下の条件で噴霧乾燥した:流速5ml/分、吸引装置の設定10、空気流0.6m3/分、吸入温度160℃及び排出温度85℃。
乳濁液をリン酸緩衝液(pH=7.2)及び酸性媒体(pH=2)に再分散させ、液滴サイズの分布をMalvern Mastersizer及びMalvern Zetasizer Nanoを使用して測定した。乾燥乳濁液粉末を、SEMを使用して画像化した。走査型電子顕微鏡法をPhilips SEM 515を使用して、15kVで動作させて実施した。試料の薄膜を両面テープ上に置き、SEM−スタブ上に貼り付けた。顕微鏡検査の前にBalzers SCD 050、Balzer Union AG社製スパッタにより試料を金で被覆した。SEM画像は、画像化の間に必要とされる高真空の状態でもその構造完全性を維持している、単分散で平滑な球状カプセルを示した。シリカナノ粒子自体のSEM画像で多くの場合観察されるようなカプセルの凝集の証拠はなかった。画像化されたカプセルは、100から300nmの範囲内の直径を有し、カプセルが少なくとも1つのナノ粒子層で被覆された個別の油滴であることを示唆している。
油相として20%トリグリセライド(Miglyol(登録商標)812)を10%含む単純な油/水脂質乳濁液を、高圧ホモジナイザーによって、500〜1000barで周囲温度において調製した。負及び正に帯電した乳濁液の油滴は、油相にまず加える乳化剤としてレシチン及びオレイルアミンをそれぞれ使用して得た。シリカを組み入れた乳濁液の場合、シリカナノ粒子を乳濁液の油相又は水相に加え、まずレシチン又はオレイルアミンによって安定化させ、均一化の前に60分間超音波処理した。
サイズ測定を、MiliQ水で試料を適切に希釈した後、Malvern(登録商標)Mastersizer (Malvern Instruments社製, UK)によって、レーザー回折を使用して実施した。
凍結割断SEM技術(Oxford CT 1500クライオトランスファーシステムを搭載したPhilips XL 30 FEG走査型電子顕微鏡)を使用して、油滴を画像化した。液滴の効果的な画像化のための精密な方法は、ナノ粒子の型及び被覆率などの試料の特性に依存する。一般的に、該手順は乳濁液の凍結固定、割断、エッチング、プラチナ被覆及び画像化を含む。
乳濁液の長期物理的安定性を、周囲温度における3カ月保存までの期間に関して決定した、乳濁液液滴のサイズ分析によって査定した。
乳濁液の官能特性(すなわち、クリームミング及び合体の証拠)をサイズ分析と平行して記録した。(注、油は水より密度が低いので各油滴は上方に浮きやすい。この方法はクリーミングと呼ばれ、油滴は徐々に試料の上端に緻密層を形成すると見込まれる)。クリーミング及び相分離の度合いを、所定の時間間隔で乳濁液の目視観察によって査定する。合体は、保存期間の間の乳濁液の平均液滴直径を観察することによって決定できる。官能的には、乳濁液表面上に大型の油滴又は遊離の油層が出現することが合体した乳濁液の指標である。
乳濁液の長期物理的安定性は、シリカナノ粒子の存在下で改善された。
シリカナノ粒子が存在しない、及び存在する状態で、まずレシチンによって安定化された乳濁液のD(v,0.9)を、(図9)に示した。シリカ添加乳濁液のD(v,0.9)は、室温において3カ月保存した間に有効に変化しなかったが、それに対してレシチン単独によって安定化された乳濁液は、D(v,0.9)において3倍の増加を示した。
0.3317gのレシチン及び0.1085gのコレステロールを20mlのクロロホルムに溶解し、真空下で蒸発させた。断続的に超音波処理を行いながら、20mlのMilliQ水を加えた。
試料1:リポソーム分散液5g及び95gの1重量%シリカナノ粒子分散液、
試料2:リポソーム分散液5g及び95gの5重量%シリカナノ粒子分散液、
試料3:リポソーム分散液30g及び70gの5重量%シリカナノ粒子分散液
リポソーム型のカプセルの再構成を以下の表4に示す。乾燥リポソームカプセルは良好な再分散性を示し、再分散されたカプセルのサイズ分布は0.5から5μmの範囲内であった。
Miglyol 10g
レシチン0.6g又はオレイルアミン1g
シリカ0.2〜0.5g
ポリマー水分散液(ヒドロキシプロピルメチルセルロース1重量%、又はキトサン0.5重量%又はカルボマー0.1重量%)で100.0に合わせる。
Migliol 10g
オレイルアミン1g
シリカ0.2g
ポリマー水分散液(ヒドロキシプロピルメチルセルロース1重量%)で100.0に合わせる。
Migliol 10g
オレイルアミン1g
シリカ0.5g
ポリマー水分散液(ヒドロキシプロピルメチルセルロース1重量%)で100.0に合わせる。
Migliol 10g
レシチン0.6g
シリカ0.5g
ポリマー水分散液(ヒドロキシプロピルメチルセルロース1重量%)で100.0に合わせる。
Migliol 10g
オレイルアミン1g
シリカ0.5g
ポリマー水分散液(カルボマー0.1重量%)で100.0に合わせる。
Migliol 10g
レシチン0.6g
シリカ0.5g
ポリマー水分散液(カルボマー0.1重量%)で100.0に合わせる。
Migliol 10g
オレイルアミン1g
シリカ0.5g
ポリマー水分散液(キトサン0.5重量%)で100.0に合わせる。
安定剤のオレイルアミン(1.0g)をトリグリセライド(Miglyol 812(商標))(10g)に溶解し、その後水に加えた(試料の全重量100g)。乳濁液を、高圧ホモジナイザーを使用して(5サイクル、圧力5mBar)製造した。24時間後、乳濁液をサイズ(レーザー回折Malvern Mastersizer)及びゼータ電位(PALS)に関して特性決定した。液滴サイズは0.20〜1.5μmの範囲である。
シリカ(Aerosil(登録商標))ナノ粒子の水分散液(1重量%)を、少なくとも1時間にわたって超音波処理により調製した。図8は、平均シリカナノ粒子サイズがおよそ50nmであったことを示す。
ステップ(a)において形成された乳濁液と、ナノ粒子分散液(b)とを、以下の表11に示した比で混合した。その後混合物の体積を、所望であれば水を加えることによって変更できる。塩濃度は1×10−4から1×10−1の範囲内でよい。
乾燥乳濁液粉末を調製するために、乳濁液及び親水性シリカ分散液を20mlのバイアル中で混合し、以下の条件で噴霧乾燥した:流速5ml/分、吸引装置の設定10、空気流0.6m3/分、吸入温度160℃及び排出温度85℃。
乳濁液をリン酸緩衝液(pH=7.2)及び酸性媒体(pH=2)に再分散させ、液滴サイズの分布をMalvern Mastersizer及びMalvern Zetananosizerを使用して測定した。結果を表11に示す。
Claims (14)
- 活性物質を含む乾燥製剤の製造方法であって、
(i)脂質媒体の液滴の水性乳濁液を含んでなる二相液系を形成するために前記脂質媒体を水性相中に分散させるステップであって、
前記液滴が、それぞれその表面に相界面を有し、前記脂質媒体が、活性物質と、レシチン及びオレイルアミンから選択される乳化剤とを含む、ステップと、
(ii)前記二相液系に供給したシリカナノ粒子を前記相界面に凝集させることにより、前記液滴表面を前記ナノ粒子の少なくとも1つの層で被覆し、前記少なくとも1つのナノ粒子層が、その後の前記水性相の除去を可能にするのに十分な構造完全性を前記液滴にもたらすステップであって、
前記ナノ粒子の平均直径が5〜80nmの範囲内であり、前記脂質媒体とナノ粒子との質量比が、存在する前記乳化剤がレシチンの場合には少なくとも1:0.2、存在する前記乳化剤がオレイルアミンの場合には少なくとも1:0.05となるように、前記ナノ粒子が供給される、ステップと、
(iii)前記ナノ粒子被覆液滴から前記水性相を除去し、乾燥製剤を製造するステップ
と、
を含む製造方法。 - ステップ(i)の二相液系が形成される前に、ナノ粒子を脂質媒体に分散させることによって前記ナノ粒子を供給する、請求項1に記載の方法。
- ステップ(i)の二相液系が形成される前に、脂質媒体及び水性相の両方にナノ粒子を分散させることによって前記ナノ粒子を供給する、請求項1又は2に記載の方法。
- 活性物質を含む乾燥製剤の製造方法であって、
(i)脂質媒体の液滴の水性乳濁液を含んでなる二相液系を形成するために前記脂質媒体を水性相中に分散させるステップであって、
前記液滴が、それぞれその表面に相界面を有し、前記脂質媒体が、活性物質と、レシチン及びオレイルアミンから選択される乳化剤とを含む、ステップと、
(ii)前記水性相を除去し、乾燥製剤を製造するステップであり、その間に、前記二相液系に供給したシリカナノ粒子を前記相界面に凝集させることにより、前記液滴表面を前記ナノ粒子の少なくとも1つの層で被覆し、前記少なくとも1つのナノ粒子層が前記水性相の除去に耐え得る十分な構造完全性を前記液滴にもたらすステップであって、
前記ナノ粒子の平均直径が5〜80nmの範囲内であり、前記脂質媒体とナノ粒子との質量比が、存在する前記乳化剤がレシチンの場合には少なくとも1:0.2、存在する前記乳化剤がオレイルアミンの場合には少なくとも1:0.05となるように、前記ナノ粒子が供給される、ステップと、
を含む製造方法。 - 活性物質が、親油性薬剤化合物から選択される、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- ナノ粒子が親水性表面を有し、乳化剤がレシチンである、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- ナノ粒子が親水性表面を有し、乳化剤がオレイルアミンである、請求項1〜5いずれかに記載の方法。
- ナノ粒子が20〜80nmの範囲内の平均直径を有する、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- ナノ粒子のサイズが、ナノ粒子サイズと前記ナノ粒子被覆液滴のサイズとの比が1:10となるサイズである、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- ステップ(ii)が、0.5×10−4〜1×10−1Mの電解質が存在する状態で実施される、請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
- 電解質がNaClである、請求項10に記載の方法。
- ステップ(ii)が、1×10−4のNaClが存在する状態で実施される、請求項11に記載の方法。
- 水性相を除去するステップが噴霧乾燥によって実施される、請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
- 乾燥製剤のナノ粒子被覆液滴が容易に再分散し、室温で24時間保存後に、乾燥製剤を調製した際の二相液系と組成が実質的に同一又は類似である二相液系を形成できる、請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
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