JPH08505076A - 超音波手段を用いる薬学的組成物の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 マトリックス型薬物送達システムを形成するために、高分子／薬物組成物を、迅速および効率的に成形することが可能である、超音波加工を用いる方法を開示する。前記方法の長所は、製造の速さおよび良好な制御である。前記方法によれば、最も常套的な製造法よりも、高分子および／または薬物の分解を引き起こすことが少なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】 超音波手段を用いる薬学的組成物の製造法 発明の分野 本発明は超音波加工を用いる薬学的組成物の製造法に関する。 発明の背景 マトリックス型の薬物送達システムは、長時間にわたる制御方式で、薬物を放 出することが可能であることがよく知られている。従来では、薬物を放出するマ トリックスは、射出成形、押出または圧縮成形などの一般的な高分子加工法を用 いて調製されていた。これらの方法は、しばしば活性物質および／または高分子 の顕著な分解を導くかまたは、時間がかかり、用いるのが面倒である。それらの 分解効果の原因となるおもな要因は、機械のスクリューまたは他の混合装置によ って生じる機械的な圧力に結びついた、長い加熱時間である。熱によって生じる 問題は、溶剤キャスティング（solvent casting）により回避することが可能で あるが、この方法によれば有害な溶剤残渣が結果として生じることがあり、ポリ グリコール酸（ＰＧＡ）のような不溶性高分子には適当ではない。 発明の開示 本発明の目的は、前述の欠点を排除した、薬物を放出する組成物の製造法を提 供することである。本発明の目 的は、生体内分解性高分子マトリックス、および前記マトリックス中に混合およ び／または溶解する少なくとも１つの薬物からなる、薬物を放出する生体内分解 性組成物の製造法であって、超音波手段を用いることにより生体内分解性高分子 および薬物の混合物が少なくとも部分的に融解する点を特徴とする製造法により 達成される。 超音波を用いる技法は、熱可塑性成形と結びついた産業、たとえば自動車およ び織物産業において広く用いられている。ここで、超音波加工が高分子を用いる 薬物送達システムの可塑化および成形に首尾良く用いられうることが見出された 。従来用いられてきた方法と比較すると、超音波による成形法はより迅速である こと、より制御可能であること、および高分子と薬物とを実質的にほとんど破壊 しないことを利点として有する。 発明を実施するための最良の形態 超音波成形は、主供給源からのエネルギーが発電機によってＵＳ域（通常２０ ｋＨｚ）の電気振動に変換され、さらに同一の振動数を有する機械的な振動に変 換される方法にもとづく。これらの機械的振動は増幅器（変換器）およびソノト ロード（sonotrode）を通じて被加工物へ伝えられる。材料における機械的振動 の吸収および反射ならびに断片もしくは接合面の境界面摩擦の結果として、成形 または接合される材料が加熱される。 超音波加工に必要とされる時間は、通常きわめて短く、好ましくは１．５秒よ り短い。この事実は、すべての適用、とくに大量生産される製品が問題となるば あいに影響を及ぼす。加熱時間が短いことは、高分子または 活性物質のいずれもが長時間にわたる温度上昇に耐えられない、薬物放出システ ムへの適用においてとくに重要である。 高分子／薬物組成物の超音波成形は、所望の大きさおよび幾何学的形状のマト リックス型製剤を製造するのに適するソノロードおよび鋳型を供給するのならば 、一般的な超音波溶接装置を用いて行われる。たとえば、錠剤または棒状マトリ ックス型製剤は、容易に生産されるだけでなく、より複雑な幾何学的形状にもま た調製することが可能である。 超音波加工される薬物放出マトリックスに適する高分子原料は、たとえばポリ オルトエステル類および生体内分解性ポリ−α−ヒドロキシ酸類、たとえばポリ グリコリド（ＰＧＡ）、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリヒドロキシ酪酸塩（ＰＨ Ｂ）およびＰＨＢ／ポリヒドロキシ吉草酸塩（ＰＨＶ）共重合体などが含まれる 。これらの原料の多くは、それらの融解温度が狭い範囲にあるので、これらを射 出成形または押出成形をすることはきわめて困難である。実際には、高分子が薬 物と混合されるばあいの加工は、制御することが困難であるといってもよく、原 料の粘度の急激な変化が、０．５℃の温度変化または時間とともに生じる可能性 があり、成分の融点の違いにより、１つまたはより多くの物質がしばしば、少な くとも部分的に分解する結果となる。超音波加工はほとんど即時であり、加工の パラメータ（parameter）（溶接時間、保圧（holding）時間、圧力、溶接のため のエネルギー、溶接距離、振幅、衝撃（impact）速度）がきわめて正確に測定さ れるので、超音波成形では、これらの問題 はほとんど回避することができる。 超音波加工に適した薬物の具体例は、たとえば抗生物質、ポリペプチド類およ びステロイドホルモン類である。長期間および／または局所的な送達が有益であ る、ほかの多くの種類の薬物が用いられることも可能である。 超音波加工により産生される薬物送達システムは、皮下に適用される長期間の 避妊システム、または骨髄炎の骨中に移植される抗生物質を充填した棒状製剤な どの顕微鏡を使わず（macroscopic）に移植可能な器具として用いられるのが最 良となりうる。これらの種類または他の種類の移植片の調製は、一般に薬物と高 分子とを混合すること、混合物を真空乾燥することおよび超音波で成形すること からなる。 高分子／薬物混合物の均質化は、たとえば微細に粉砕された粉末を機械的に混 合すること、薬物溶液中で高分子粉末を撹拌すること、両（すべての）物質を一 般的な溶媒中に溶解すること、または高分子に薬物溶液を含浸させることによっ て行うことが可能である。混合ののちに、原料を完全に真空乾燥することが、予 測可能な加工をすることおよび放出効果には好ましい。 原料の成形は、適切に設計されたソノトロードおよび所望の大きさと形状の鋳 型を装備する一般的な超音波溶接装置を用いて行うことが可能である。乾燥した 物質を鋳型に入れ、それらに超音波を適用する。０．２５ｇのサンプルを可塑化 および形成するのに必要とされる加工時間は、用いられる圧力および振幅（増幅 器）と同じく、用いられる材料に依存して０．１〜１．０秒の間で 変動する。この大きさのサンプルに伝えられるエネルギーは、おおよそ５０〜５ ００Ｗｓである。 射出成形および押出成形されたほとんどのマトリックス型製剤のばあいは、超 音波加工により調製されたサンプルより、in vitroにおける放出挙動が実質的に より悪く、より予測できないことが示されており、それは高分子類およびとくに 薬物に対するこれらの方法の分解効果のためであることがわかっている。超音波 成形されたサンプルからのin vitroにおける薬物放出は、圧縮成形されたサンプ ルからの薬物放出とおよそ等しい。しかしながら、結果のばらつきは圧縮成形さ れたサンプルの方がより大きく、これら自体の加工方法を比較すると、超音波成 形の方がより行いやすく、早く、また正確な方法であることがわかる。 本発明を、添付の図面を参照しながら以下に示す実施例によってさらに説明す る。 図面の簡単な説明 図中、図１は超音波加工されたＰＬＬＡマトリックス型製剤からのレボノルゲ ストレール（levonorgestrel）のin vitroにおける放出を示し、図２は圧縮成形 されたＰＬＬＡマトリックス型製剤からのレボノルゲストレールのin vitroにお ける放出を示し、図３は超音波成形されたＰＧＡマトリックス型製剤からのシプ ロフロキサシン（ciprofloxacin）のin vitroにおける放出を示し、図４は超音 波成形されたＰＧＡマトリックス型製剤からのシプロフロキサシンのin vitroに おける放出の累積を示し、図５は圧縮成形されたＰＧＡ棒状製剤からのシプロ フロキサシンのin vitroにおける放出を示し、図６は圧縮成形されたＰＧＡ棒状 製剤からのシプロフロキサシンのin vitroにおける放出の累積を示し、図７は超 音波成形されたＰＨＢ／ＰＨＶ平板状製剤（７．５重量％ １７−β−エストラ ジオール）からの１７−β−エストラジオールのin vitroにおける放出を示し、 そして図８は超音波成形されたＰＨＢ／ＰＨＶ平板状製剤（１５重量％ １７− β−エストラジオール）からの１７−β−エストラジオールのin vitroでの放出 を示す。 実施例１ ポリ−Ｌ−ラクチド（poly-L-lactide）（ＰＬＬＡ）に対する射出成形および 超音波加工の効果 ＰＬＬＡ（分子量２６０，０００）を、まず真空中で乾燥し、続いてチッ素雰 囲気中超音波加工または射出成形のいずれかを行った。超音波によって製造され たサンプルはφ１１×２ｍｍのボタン状であり、各サンプルに対する超音波適用 の継続時間は約０．３秒であった。ボタン状の成形物に対して伝えられたエネル ギーは２００Ｗｓであり、成形の間の圧力は１．３バールであった。射出成形は バッテンフェルド（Battenfeld） ＢＡ ２３０型装置を用いて行い、成形され たサンプルを種々の大きさの棒状に形成した。両方のタイプのサンプルを試験前 に研磨し、再度真空乾燥した。 加工により生じた、高分子の特性および構造における変化を、メルトフローイ ンデックス（ＭＦＩ）の測定および示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって評価し た。１８０〜１９５℃で行われたＭＦＩ測定により、すべての 温度においてＭＦＩが顕著に増加するにつれて、射出成形はＰＬＬＡに対して目 立った分解効果を有することが示された。超音波加工によって生じるＭＦＩの増 加は顕著というほどではなかった（表１）。ＤＳＣ走査により、超音波加工によ るサンプルと同様に、射出成形によるサンプルの融点のわずかな低下が示された 。超音波適用後の急速な冷却によって、超音波加工により調製されたＰＬＬＡに より小さな結晶化度がもたらされる（表２）。 実施例２ 超音波加工、圧縮成形および射出成形されたマトリックス型製剤中の活性成分 の総濃度 リンコ（Rinco）ＰＣＳ超音波溶接装置を用いて、真空乾燥されたＰＬＬＡ（ 分子量２６０，０００）／１５重量％レボノルゲストレール混合物から超音波成 形されたサンプルを調製した。溶接時間０．秒、１．３バール３３およびサンプ ルあたりのエネルギー約２００Ｗｓを用いてφ１１×２ｍｍのボタン状のサンプ ルを形成した。調製されたサンプルのいくつかをクロロホルムに溶解し、溶液中 の総レボノルゲストレール濃度をＵＶ−分光光度的に２４０ｎｍで測定した。サ ンプルのレボノルゲストレール含有量は、理論的に存在する薬物量の１００％に 近いことがわかった。 同様に、ＰＬＬＡ／１５重量％レボノルゲストレール混合物を、１７０〜１７ ５℃で５分間、φ２０×２ｍｍの平板状に圧縮成形した。加工中にサンプルに付 された圧力は１０ＭＰａであった。溶解した平板状製剤から測定されたレボノル ゲストレール含有量もまた、予期される含有量の１００％に近かった。 射出成形されたＰＬＬＡ／１５重量％レボノルゲストレールサンプルは、ブラ ベンダー プラスチコード バッチミキサー（Brabender Plasticord batch mix er）中、１９０℃で、乾燥した材料を最初に溶解均質化（melt homogenization ）し、つぎに１９５〜２００℃で実験室規模のＳＰ−２装置を用いて、φ２０× ２ｍｍの平板状に射出成形することにより調製された。これらのサンプルでは、 レボノルゲストレールは理論値の約２４％しか加 工後の存在が認められず、このことは、これらの材料に対する射出成形／溶解均 質化の損傷効果を明確に示している。 実施例３ 超音波加工、圧縮成形および射出成形されたＰＬＬＡマトリックス型製剤から のレボノルゲストレールのin vitroにおける放出 すべてのサンプルのin vitroにおける加水分解実験をリン酸塩緩衝液（ｐＨ７ ．４）中、３７℃で行った。緩衝溶液を定期的に交換し、溶液中のレボノルゲス トレール濃度をＨＰＬＣ（メルク（Merck）、日立（Hitachi）製）で測定した。 圧縮成形されたＰＬＬＡ／１５％レボノルゲストレールマトリックス型製剤は 、最初の崩壊後１日あたり１０〜１２μｇのレボノルゲストレールを顕著な程度 に着実に放出した（図２）。放出は、マトリックスの特性に依存するよりもむし ろ、緩衝溶液中のステロイドの溶解性に強く依存する。しかしながら、加工の間 に分解された活性成分の痕跡は、検出されなかった。 超音波加工されたサンプルからの放出（図１）は、最初の崩壊後（約２５日後 ）、１日あたり６〜８μｇである。１８０日後の総放出量は４．８％であった。 射出成形されたサンプルから放出されるレボノルゲストレールは、試験期間の ほとんどを通じて、かろうじて検出できるレベル（＜＜１μｇ／日）であった。 きわめてわずかな放出であるために、また急速にマトリックスを分解するために 、加水分解の２ヶ月後、実験は失敗で 中断すべきと考えた。 実験例４ 超音波加工および圧縮成形されたポリグリコール酸（ＰＧＡ）マトリックス型 製剤から放出されるin vitroでのシプロフロキサシン 局所適用が可能であり、骨髄炎の抗生物質による治療を制御することが可能で ある、ＰＧＡマトリックス型製剤に含まれたシプロフロキサシンを、シプロフロ キサシンを含浸したデキソン（Dexon）２“Ｓ”縫合糸から調製した。真空乾燥 された含浸（５重量％シプロフロキサシン）縫合糸をφ３．２×５ｍｍの棒状に 圧縮成形するか、またはφ１１×２ｍｍの平板状に超音波成形した。圧縮成形は 、２００〜２０５℃、０〜２０ＭＰａの圧力下で６〜７分間行われた。超音波加 工は、約１．５秒の溶接時間、１．２バールおよび２７０〜３００Ｗｓのエネル ギーを伝達することによって達成された。 超音波により調製されたサンプルからのシプロフロキサシンの放出は、１８４ ９±９３μｇ／日（Ｘ±標準偏差（ＳＤ）、Ｎ＝８）で始まり、１１２日後には ０．８±０．３μｇ／日まで徐々に少なくなった（図３）。このときに、サンプ ルのすべてが完全に分解されたので、実験を中止した。加水分解の完了時におけ る抗生物質放出の百分率は、その理論値の５５±５％まで達した（図４）。残り の約４５％は、縫合糸への不完全な吸収のために加工の間に失われた。 圧縮成形されたサンプルの加水分解の結果を、図５および６に示す。サンプル からのシプロフロキサシン放出 は、とくにサンプルの大きさおよび形の違いを考慮すると、超音波加工されたサ ンプルから放出されるシプロフロキサシンと同等である。しかしながら、個々の サンプル間のばらつきは、圧縮成形された棒状製剤の方が著しくより大きい。ま た圧縮成形加工は１サンプルあたり２０〜３０分必要とするのに対し、超音波成 形は２秒より短い時間で行うことができる。 実施例５ 超音波成形されたＰＨＢ／ＰＨＶ／１７−β−エストラジオールサンプル 微細化されたエストラジオールおよびＰＨＢ／ＰＨＶ粉末（粉末の大きさ＜３ ５０μｍ）を７．５：９２．５および１５：８５の比率で機械的に混合した。均 質化された混合物を３０℃で３日間、真空乾燥し、そののち、φ１１×２ｍｍ平 板状に超音波成形した。加工のパラメータは、０．１１８〜０．１２８秒の溶接 時間、５．０秒の保圧時間、１．１バールの圧力および５３Ｗｓの溶接のための エネルギーであった。平板状製剤のいくつかを、クロロホルムに溶解し、サンプ ルの総エストラジオール含量を、パーキン エルマー ラムダ（Perkin Elmer L ambda）１７型 ＵＶ／ＶＩＳ分光光度計を用いて２８０ｎｍで測定した。エス トラジオールの量は、理論値の１００％に近いことがわかった。 in vitroでのＰＨＢ／ＰＨＶ／１７−β−エストラジオール平板型製剤の加水 分解実験は、リン酸塩緩衝液（ｐＨ７．４、３７℃）中で行った。緩衝溶液を定 期的に交換し、溶液中のエストラジオール濃度をＨＰＬＣ （メルク、日立製）を用いて評価した。結果は、ほとんどマトリックス型薬物送 達システムの典型である１次反応速度的放出を示した（図７および８）。 図７（混合比７．５：９２．５）は、最初の崩壊後の放出が２０〜７０日間で は６〜１１μｇ／日であったことを示している。１２０〜２９０日間では、放出 は約２〜４μｇ／日であった。２９０日後の総放出量は１１．５％であった。 図８（混合比１５：８５）は、最初の崩壊後の放出が５０〜１００日間では１ ０〜１３μｇ／日であったことを示している。１００〜２３０日間では、放出は 約４．５〜１０μｇ／日であった。２３０日後の総放出量は１０．５％であった 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＺ，ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，Ｌ Ｖ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ミエチネン−レデ、サイラ スザンナ フィンランド共和国、フィン―33710 テ ムペレキルシカツ 27 セー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．生体内分解性高分子マトリックスおよび該マトリックス中に混合および／ま たは溶解される少なくとも１つの薬物からなる、薬物を放出する生体内分解性組 成物の製造法であって、超音波手段を用いることにより、生体内分解性高分子お よび薬物の混合物が少なくとも部分的に融解することを特徴とする、薬物を放出 する生体内分解性組成物の製造法。 ２．生体内分解性高分子および薬物の混合物が、超音波による融解の前に真空乾 燥されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ３．生体内分解性高分子マトリックスが、ポリオルトエステル、ポリラクチドま たはポリ−α−ヒドロキシ酸からなることを特徴とする請求の範囲第１〜２項の いずれかに記載の方法。 ４．生体内分解性高分子マトリックスが、ポリグリコリド（ＰＧＡ）、ポリ−Ｌ −ラクチド（ＰＬＬＡ）、ポリヒドロキシ酪酸塩（ＰＨＢ）またはＰＨＢ／ポリ ヒドロキシ吉草酸塩（ＰＨＶ）共重合体からなることを特徴とする請求の範囲第 ３項記載の方法。 ５．薬物が、抗生物質、ステロイドホルモンまたはポリペプチドであることを特 徴とする請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の方法。 ６．薬物が、レボノルゲストレール、シプロフロキサシンまたは１７−β−エス トラジオールであることを特徴とする請求の範囲第５項記載の方法。 ７．生体内分解性高分子マトリックスおよび該マトリッ クス中に混合および／または溶解される少なくとも１つの薬物からなる、薬物を 放出する生体内分解性組成物であって、該組成物が請求の範囲第１〜６項記載の いずれかの方法により調製されることを特徴とする薬物を放出する生体内分解性 組成物。 ８．組成物が、人または動物の体内に移植されることが可能であることを特徴と する請求の範囲第７項記載の組成物。