ホットメルト押出技術におけるセルロースエーテルの応用

ジョセフ ブラマは、18 世紀後半に鉛パイプを製造するための押出プロセスを発明しました。ホットメルト押出技術がプラスチック産業で使用され始めたのは 19 世紀半ばになってからでした。電線用の絶縁ポリマーコーティングの製造に初めて使用されました。今日、ホットメルト押出技術はポリマー製品の製造だけでなく、ポリマー自体の製造と混合にも広く使用されています。現在、ポリ袋、プラスチックシート、プラスチックパイプなどのプラスチック製品の半数以上がこのプロセスで生産されています。

その後、この技術は製薬分野でも徐々に登場し、徐々に欠かせない技術となりました。現在、人々は顆粒、徐放性錠剤、経皮および経粘膜薬物送達システムなどを調製するためにホットメルト押出技術を使用しています。なぜ今人々はこの技術を好むのでしょうか?その主な理由は、過去の伝統的な製造プロセスと比較して、ホットメルト押出技術には次の利点があるためです。

難溶性薬物の溶解速度の向上

徐放性製剤の調製には利点があります

正確な位置決めによる消化管リリース剤の調製

賦形剤の圧縮率を向上させる

スライス工程をワンステップで実現

マイクロペレット調製の新たな道を拓く

中でもセルロースエーテルはこのプロセスで重要な役割を果たします。セルロースエーテルの応用例を見てみましょう。

エチルセルロースの使用

エチルセルロースは疎水性エーテルセルロースの一種です。製薬分野では、現在、活性物質のマイクロカプセル化、溶媒および押出造粒、錠剤の配管、放出制御錠剤やビーズのコーティングとして使用されています。エチルセルロースはさまざまな分子量を増加させることができます。ガラス転移温度は129～133℃、結晶融点はマイナス180℃です。エチルセルロースは、ガラス転移温度以上、分解温度以下で熱可塑性特性を示すため、押出成形に適しています。

ポリマーのガラス転移温度を下げるために最も一般的な方法は、低温で加工できるように可塑剤を添加することです。一部の薬物はそれ自体が可塑剤として作用するため、製剤プロセス中に可塑剤を再添加する必要はありません。例えば、イブプロフェンとエチルセルロースを含む押出フィルムは、エチルセルロースのみを含むフィルムよりもガラス転移温度が低いことが判明した。これらのフィルムは、共回転二軸押出機を使用して研究室で製造できます。研究者らはまた、それを粉砕して粉末にし、熱分析を行った。イブプロフェンの量を増やすとガラス転移温度を下げることができることが判明しました。

別の実験では、親水性賦形剤、ヒプロメロース、キサンタンガムをエチルセルロースとイブプロフェンのマイクロマトリックスに添加しました。ホットメルト押出技術によって製造されたマイクロマトリックスは、市販の製品よりも一定の薬物吸収パターンを有すると結論付けられました。研究者らは、共回転実験装置と3 mmの円筒形ダイを備えた二軸押出機を使用してマイクロマトリックスを製造した。手作業で切断された押出シートの長さは 2 mm でした。

ヒプロメロースの使用

ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、冷水中で膨潤して透明またはわずかに濁ったコロイド溶液となる親水性セルロースエーテルです。水溶液は界面活性があり、透明性が高く、性能が安定しています。溶解度は粘度によって異なります。粘度が低いほど、溶解度は高くなります。ヒドロキシプロピルメチルセルロースは仕様が異なれば性質も異なり、水への溶解度はpH値の影響を受けません。

製薬業界では、放出制御マトリックス、錠剤コーティング加工、接着剤造粒などによく使用されます。ヒドロキシプロピル メチルセルロースのガラス転移温度は 160 ～ 210 ℃であり、他の代替品に依存すると分解温度が上昇してしまうことを意味します。摂氏250度を超えます。ガラス転移温度が高く、分解温度が低いため、ホットメルト押出技術ではあまり使用されていません。使用範囲を拡大するには、2人の学者が言うように、配合過程で多量の可塑剤のみを配合し、可塑剤の重量が少なくとも30％である押出マトリックス配合物を使用する方法が考えられます。

エチルセルロースとヒドロキシプロピルメチルセルロースは、薬物送達において独自の方法で組み合わせることができます。これらの剤形の 1 つは、外管としてエチルセルロースを使用し、ヒプロメロース グレード A を別途調製するものです。ベースセルロースコア。

エチルセルロースチューブは、金属リングダイチューブを挿入する実験室の共回転機械でホットメルト押出を使用して製造されます。そのコアは、アセンブリを溶融するまで加熱し、その後均質化することによって手動で作成されます。その後、コア材料は手動でパイプラインに供給されます。この研究の目的は、ヒドロキシプロピル メチルセルロースのマトリックス錠剤で時々発生するポッピングの影響を排除することでした。研究者らは、同じ粘度のヒドロキシプロピル メチルセルロースでは放出速度に違いは見られませんでしたが、ヒドロキシプロピル メチルセルロースをメチルセルロースに置き換えると放出速度が速くなりました。

見通し

ホットメルト押出は製薬業界では比較的新しい技術ですが、多くの注目を集めており、さまざまな剤形や剤形の製造を改善するために使用されています。ホットメルト押出技術は、海外では固体分散体を調製するための主要な技術となっています。その技術原理は多くの調製方法と類似しており、長年にわたって他の業界に適用され、多くの経験が蓄積されているため、幅広い発展の可能性があります。研究の深化により、その応用はさらに拡大すると考えられます。同時に、ホットメルト押出技術は薬物との接触が少なく、高度に自動化されています。製薬業界への移行後、GMP の変革は比較的早く進むと考えられています。