ゼラチン粒子の製造方法
【課題】目的とする粒径の粒子が高収率で得られ、かつ分級操作を必須としないゼラチン粒子の製造方法を提供すること。
【解決手段】疎水性溶媒中に浸かった状態で、ノズルの先端からゼラチン水溶液を疎水性溶媒中に吐出する工程と、吐出後にノズルを疎水性溶媒から引き上げる工程を有することを特徴とするゼラチン粒子の製造方法。
【解決手段】疎水性溶媒中に浸かった状態で、ノズルの先端からゼラチン水溶液を疎水性溶媒中に吐出する工程と、吐出後にノズルを疎水性溶媒から引き上げる工程を有することを特徴とするゼラチン粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、肝臓癌、腎臓癌、脾臓癌、子宮筋腫などの塞栓治療や動脈出血の止血、手術前の塞栓症の治療などに使用されるゼラチン塞栓粒子の製造方法に関し、簡単な装置、手段をもって粒子径の制御が可能で収率の高い生産に適した製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、肝臓癌や子宮筋腫、腎癌などの治療法において、経動脈的塞栓治療法がある。該治療法は、マイクロカテーテルを用いて抗癌剤を癌（筋腫）組織に注入し、続いて非イオン性造影剤を用いて塞栓物質により癌(筋腫)組織に通じる血管を塞栓して、癌(筋腫)への栄養を遮断し壊死させるものである。該治療法は、組織選択的治療法であり、正常細胞の壊死という副作用を最小限に抑えることができる。近年の医療技術の進歩に伴い、標的部位にできるだけ近い部分で血管を塞栓し、かつ、健常な部分に悪影響を与えないように血管の大きさに応じて使い分けができるという目的から、小さい粒子で40μｍ、大きい粒子で２０００μｍの、粒径が均一で且つ形状も均一である塞栓物質が求められている。
【０００３】
特許文献１には、液中分散方法による粒子製造方法が開示されている。すなわち、まず、生体適合性物質を良溶媒に溶解した溶液を該生体適合性物質に対する貧溶媒中に投入して攪拌することでエマルジョンを形成する。次に、得られたエマルジョンを生体適合性物質のゲル化温度以下に冷却してゲル粒子を作製する。このようにして得られたゲル粒子から生体適合性物質の粒子を得るというものである。また、特許文献２には、液中滴下法による真球ゼラチン粒の製造方法が記載されている。すなわち、ノズルを疎水性溶媒に漬けたままで、ノズル口を水平方向に往復（振子）運動させつつ、ゲル化温度以上の疎水性溶媒にノズル筒からゼラチン溶液を圧吐出するというものである。
【０００４】
ゼラチン粒子を製造する方法として、従来から用いられてきた液中分散法を図１に示す。液中分散法は、（ａ）油などの疎水性溶媒１２を入れた疎水性溶媒槽（以下、滴下槽）１６中にゼラチン水溶液１１を投入し、（ｂ）攪拌翼１３で攪拌または分散してゼラチン水溶液液滴１４を形成し、その後、（ｃ）滴下槽１６を冷却水１５などで冷却するというものである。液中分散法は簡便ではあるが、得られる粒子の粒度分布が約数μｍから約数千μｍと非常に広いため、所望する粒径のゼラチン粒子の収率が非常に悪くなる。しかも、物質同士の凝集が生じるため、分級操作を経ても完全に分級することができないなど、顆粒等の微小粒子の製造には適していなかった。
【０００５】
一方、特許文献２記載の液中滴下方法は、疎水性溶媒中でのゼラチン溶液の切断手段が必要とされた従来の液中滴下方法における課題を改良するものである。しかしながら、特許文献２記載のノズルを水平運動させる方式では、ノズルから吐出された液滴の切れが悪く、４０〜２０００μｍのゼラチン粒子を安定に製造するには十分ではなかった。
【０００６】
【特許文献１】特許第３８７９０１８号公報
【特許文献２】特公平１−１７３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、狙い通りの微小な粒径の粒子が高収率で得られ、分級操作を必要としないゼラチン粒子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）ディスペンサーのノズル先端の吐出口を疎水性溶媒に浸漬し、前記吐出口端から所定量のゼラチン水溶液を疎水性溶媒中に吐出する工程と、吐出工程につづき、吐出口を疎水性溶媒から引き上げる工程と、疎水性溶媒中に形成されたゼラチン水溶液液滴中の水分を脱水溶媒にて脱水する工程と、脱水されたゼラチン粒子をゼラチン粒子の貧溶媒で洗浄する工程と、回収したゼラチン粒子を乾燥する工程と、乾燥させたゼラチン粒子を加熱架橋する工程とからなり、吐出する工程で形成されたゼラチン水溶液液滴を、引き上げる工程で吐出口から離脱させることを特徴とするゼラチン粒子の製造方法。
（２）吐出する工程が、ディスペンサーのバルブに収容されたゼラチン水溶液を、エアー圧により、吐出口から疎水性溶媒中に吐出する工程であり、ゼラチン粒子の粒径を、エアー圧、ピストン・ニードルの移動量、吐出時間、またはノズル吐出口径により調整することができる上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（３）吐出する工程において、疎水性溶媒中に吐出口が０．２ｍｍ〜３ｍｍ漬かっていることを特徴とする上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（４）吐出する工程において、ノズルの上下動の振幅が、１〜５ｍｍであり、上下動の回数が１分当たり１０００回以下である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（５）疎水性溶媒を攪拌することを特徴とする上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（６）吐出する工程において、ゼラチン水溶液を吐出口から疎水性溶媒中へ吐出させるときの圧力が０．００１ＭＰａ以上である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（７）ゼラチン水溶液の濃度が２重量％〜２０重量％の範囲である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（８）吐出する工程が、ゼラチン水溶液を調整する容器と、容器からゼラチン水溶液をディスペンサーのバルブへ輸送する配管と、ゼラチン水溶液を疎水性溶媒中に吐出するノズルを有するディスペンサーと、疎水性溶媒を収容する槽を用いて行われ、各装置はゼラチン水溶液の温度を維持するための保温が可能である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（９）疎水性溶媒が、動物油、植物油、鉱物油、シリコン油、脂肪酸、脂肪酸エステル、有機溶媒からなる群から選ばれる少なくとも１種類である上記（１）記載のゼラチン粒子の製造方法。
（１０）脱水溶媒並びに洗浄溶媒が、アセトン、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノール、トルエン、酢酸エチル、ヘキサン、ハロゲン系有機溶媒からなる群から選ばれる少なくとも１種類若しくは２種類以上である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（１１）ゼラチン粒子の洗浄方法が、篩過、遠心分離からなる群から選ばれる少なくとも１手段である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（１２）脱水したゼラチン粒子の乾燥方法が、通風乾燥、減圧乾燥、凍結乾燥からなる群から選ばれる少なくとも１手段である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（１３）加熱架橋工程において、加熱温度が８０℃〜２５０℃、加熱時間が０．５時間〜１２０時間である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（１４）ゼラチン粒子の形状が球形である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（１５）加熱架橋後のゼラチン粒子の粒径が２０００μｍ以下である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（１６）吐出する工程において、ノズルの先端は２０℃以上に加温され、疎水性溶媒は０℃〜６０℃に温度調整可能であることを特徴とする上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（１７）記吐出する工程と引き上げる工程とを交互に複数回繰り返すことにより複数個のゼラチン水溶液液滴を製造する、上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ディスペンサーを用いて、簡単に任意の粒径の物質を高収率で得ることができる製造方法を提供することができる。特に、４０μｍ〜２０００μｍのゼラチン粒子を安定に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の１実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、図１と同じ要素には同一の符号を付して説明を簡略化する。
図２、図３Ａ、３Ｂに示すように、ゼラチン水溶液調合タンク２０中のゼラチン水溶液１１は、配管２１を経由してディスペンサーのバルブ２３に送られる。バルブ２３には加圧エアー２２が連結されている。バルブ２３内のゼラチン水溶液１１は、バルブコントロー２７に連結された加圧エアー２２により加圧され、バルブ２３下部の液吐出機構３０に連結されたノズル２４先端のニードル２５の吐出口２６から、滴下槽１６に収容された疎水性溶媒１２中に吐出される。吐出時に重要なことは、必ず吐出口２６が疎水性溶媒１２に漬かっている状態で、ゼラチン水溶液が疎水性溶媒１２中に吐出され、その後、吐出口２６が疎水性溶媒１２外に出るように、ノズル２４を上下運動させることである。なお、図３Ａ、３Ｂでは、少量滴下に適したニードルノズルを用いて説明している。例えば、ポリプロピレン製ニードルノズル（ＧＰニードルノズル３０Ｇ、３２Ｇ、（株）サンエイテック製）。ただし、ノズルの形状はニードルノズルに限定されるわけではない。
【００１１】
このように吐出口２６が疎水性溶媒１２に漬かった状態で、ゼラチン水溶液１１が吐出され、その後、吐出口２６が疎水性溶媒１２外に出るように、ノズル２４を引き上げることにより、吐出されたゼラチン水溶液１１をニードル２５から離脱させることができる。また、吐出口２６がゼラチン水溶液を吐出する際は必ず疎水性溶媒１２に浸漬された状態にしておくことにより、吐出されたゼラチン水溶液液滴１４が、疎水性溶媒１２の表面に滴下する際の衝撃をなくすことができる。これにより、ゼラチン粒子の変形や、液滴の破裂に起因する飛沫による微粒子の発生を抑制することができる。上記の効果を得るために、吐出口２６は、疎水性溶媒１２中に０．５〜３ｍｍの深さで浸漬していることが望ましい。０．５ｍｍ未満になると、確実な浸漬状態が得られない場合があり好ましくない。また浸漬深さが大きくても構わないが、通常３ｍｍを超える上下動は、不必要に大きな上下振幅となり好ましくない。また、吐出口２６を疎水性溶媒１２の表面から引き上げる際の液面からの引き上げ距離は特に限定されるものではないが、１〜５ｍｍの高さで引き上げられていることが好ましい。引き上げ距離が液面から１ｍｍ未満になると引き上げの確実性が低下する場合がある。また、不必要に大きな上下動の振幅は、好ましくないので、引き上げ距離は５ｍｍを越えないことが好ましい。さらに、攪拌翼１３を用いて疎水性溶媒１２を攪拌することにより、形成されたゼラチン水溶液液滴１４同士が癒着することを抑制することができる。
【００１２】
通常、ノズルから吐出されるゼラチン水溶液を受ける疎水性溶媒の温度は、ゼラチンのゲル化温度である２０℃以上に保つことが必要である。疎水性溶媒の温度がゼラチンのゲル化温度以下になると、ノズルの先端でゼラチン水溶液がゲル化してしまい、ノズルが詰まるという問題が生じ、ゼラチン水溶液の定量吐出ができなくなるとともに、ノズル先端でゼラチン水溶液が離脱されないため粒径ばらつきが起きてしまうことが多い。そこで、本発明の１実施形態では、ノズル温調器（図示せず）を取り付けて、吐出口も含むノズルの先端を加温している。このように、ノズル先端をゼラチン水溶液のゲル化温度以上に加温することにより、疎水性溶媒の温度がゲル化温度以下であっても、ノズル先端でのゼラチン水溶液のゲル化を抑制することができるため、ノズルの詰まりや、ゼラチン粒子の粒径ばらつきの発生をなくすことができる。
【００１３】
一方、疎水性溶媒をゼラチンのゲル化温度以下にすると、ゼラチン水溶液が固化することによりゼラチン粒子同士の癒着を防止できる。したがって、本発明の１実施形態のように、疎水性溶媒の温度をゲル化温度以下に保ち、かつ、ノズル先端をゼラチン水溶液のゲル化温度以上に加温することで、ノズルのつまりや、ゼラチン粒子の粒径ばらつきをなくすことができると同時に、ゼラチン粒子同士の癒着も防止できるという優れた効果を得ることができる。すなわち、本発明の製造方法により、ゼラチン粒子の製造工程を減らすことができるとともに、所望の粒径の粒子を高い収率で得ることができる。
【００１４】
本発明の製造方法が適用できるゼラチンの種類は、特に限定されない。例えば、牛骨由来、牛皮由来、豚骨由来、豚皮由来などのゼラチンの粒子を製造することができる。
【００１５】
ゼラチン水溶液の濃度は、２重量％〜２０重量％が好ましく、５重量％〜１５重量％が特に好ましい。２重量％未満の水溶液の場合には球形の粒子を作製することが困難であり、一方、２０重量％を超えると、水溶液が高粘度となり、吐出が困難となる。
【００１６】
ゼラチン粒子の形状は、不定形ではなく、できる限り球形であることが好ましい。血管内にゼラチン粒子を注入して塞栓したとき、球形にすることで、より標的部位に近い部分で血管を塞栓することができ、かつ患者に与える痛みも軽減できる。
【００１７】
ゼラチン粒子の粒径は、標的部位にできるだけ近い部分で血管を塞栓するという目的に加えて、健常な部分に悪影響を与えないように血管の大きさに応じて使い分けができるという目的から、４０〜１００μｍ、１５０〜３００μｍ、および４００〜８００μｍの３種類が適している。４０μｍ未満の小径粒子は目的とする部位以外の血管を塞栓するので好ましくない。本発明の製造方法により、上記３種の粒径範囲のゼラチン粒子を簡便に製造できるとともに、各粒径範囲で、全粒子が、目的とする中心粒径に対して±２５％以内に収まるような、シャープな粒度分布を実現することができる。
【００１８】
本発明の製造方法で作製されるゼラチン粒子径は、加圧エアーの圧力（すなわち吐出圧）、ピストン・ニードルの移動量、ノズルの形状、ノズルの吐出口の口径、上下動の振幅、吐出時間などを調整することにより、その粒子径を調整することができる。また、ノズルの形状および吐出口の口径が同一であっても、ノズルの上下動の速度（すなわち、1分当たりの上下動の回数）と吐出圧を調整することによって、ゼラチン粒子径を調整することができる。図３Ｂに示すように、ピストン・ニードル２８とは、液吐出機構３０の中央に設けられた上下方向に可動の軸状ピストンである。ピストン・ニードル２８が上昇すると、液供給口２９から供給されたゼラチン水溶液１１が、ピストン・ニードル２８の周囲の円筒状通路に所定量取り込まれ、ピストン・ニードル２８が下降すると取り込まれた所定量のゼラチン水溶液１１が吐出口２６から吐出される。このとき、ゼラチン水溶液をノズル先端から疎水性溶媒中へ吐出させるときの圧力は０．００１ＭＰａ以上であることが好ましい。０．００１ＭＰａ未満では、ノズルからのゼラチン水溶液の吐出が困難である。
【００１９】
ゼラチン水溶液の吐出量の最適な範囲は、求められるゼラチン粒子の粒径に依存するとともに、ゼラチン水溶液の濃度に依存する。例えば、５重量％のゼラチン水溶液を用いて、５０μｍの粒子を得る場合には、吐出量を約０．００１ｍｌにすることが適している。２００μｍおよび５００μｍの粒子を得る場合には、吐出量はそれぞれ約０．０８ｍｌと約１．３０ｍｌが適している。
【００２０】
次に、本発明の１実施形態について、工程ごとに図４のフローチャートに沿って具体的に説明する。
【００２１】
本発明の１実施形態のゼラチン粒子製造方法において、ゼラチン水溶液１１を調整するには、まずゼラチンを０℃程度の水中で膨潤させる。次に、スターラー、攪拌翼または振とう器などを用いて約０．５時間〜約１．５時間攪拌することで、約４０℃〜６０℃の温水にゼラチンを完全に溶解させる。このような処理手順により、短時間にかつ完全にゼラチンを溶解することができる。
【００２２】
ゼラチン水溶液をバルブ２３に供給する工程Ｓ１では、タンク２０、配管２１およびディスペンサーのバルブ２３を約４０℃〜６０℃に加温することが好ましい。このように加温することにより、装置内でのゲル化を防ぐことができて、ゼラチン水溶液の安定な吐出が可能となる。
【００２３】
次の、ゼラチン水溶液１１の疎水性溶媒中１２への吐出工程Ｓ２では、ノズル２４を約４０℃〜６０℃に加温することが好ましい。このように加温することにより、ゼラチン水溶液１１のゲル化を防いで、一定量のゼラチン水溶液を連続かつ長時間吐出することができる。
【００２４】
吐出口２６の引き上げ工程Ｓ３では、疎水性溶媒１２中に浸かっていた吐出口２６を疎水性溶媒１２から引き上げる。吐出工程では、吐出口２６の先端に吐出されたゼラチン水溶液が付着した状態である。ゼラチン水溶液が付着した吐出口２６を引き上げると、疎水性溶媒１２と空気との界面を通過するため、吐出口２６に付着していたゼラチン水溶液が離脱し、疎水性溶媒１２中に移動してゼラチン水溶液液滴１４を形成する。この後、吐出口２６は下降し、次の吐出に移る。
【００２５】
疎水性溶媒１２の温度は、０℃〜６０℃の範囲であることが好ましい。特に、ゼラチン水溶液１１のゲル化温度以下にすることがより好ましい。疎水性溶媒１２の温度をゲル化温度以下にすることで、ゼラチン水溶液液滴１４の固化が早まり、粒子同士の衝突や、溶媒攪拌時のせん断力による粒子の変形または分離が抑制される。併せて、ゼラチン水溶液液滴１４同士の癒着や凝集も防止できる。また、疎水性溶媒としては、製薬学的に許容される物質であればよく、例えば、オリーブ油などの植物油、オレイン酸などの脂肪酸、トリカプリル酸グリセリルなどの脂肪酸エステル類、ヘキサンなどの炭化水素系溶剤などを用いることができる。なかでも、オリーブ油や、酸化しにくい中鎖脂肪酸エステルであるトリカプリル酸グリセリルが好ましい。
【００２６】
ゼラチン水溶液液滴１４中の水分を脱水する工程Ｓ４では、ゼラチン水溶液液滴１４が溶解しないように、ゲル化温度以下の脱水溶媒を混合してゼラチン水溶液液滴１４中の水分を除去する。そのため、ゼラチン水溶液液滴１４を脱水溶媒に約１５分間以上接触させることが好ましい。脱水溶媒の温度は、ゼラチンのゲル化温度以下であることが特に好ましい。このようにして、ゼラチン水溶液液滴１４中の水分を脱水することで、形成されたゼラチン粒子３１の凝集を防ぐことができ、後工程での均一な架橋が可能となる。脱水溶媒として、例えば、アセトンなどのケトン系溶剤、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤、酢酸エチルなどのエステル系溶剤、トルエン、ヘキサンなどの炭化水素系溶剤、ジクロルエタンなどのハロゲン系溶剤を用いることができる。
【００２７】
ゼラチン粒子３１の洗浄工程Ｓ５では、ゼラチン粒子３１が溶解しない貧溶媒を用いてゼラチン粒子３１を洗浄する。貧溶媒はゼラチンのゲル化温度以下で用いることが好ましい。洗浄に際して、篩過、遠心分離などの方法で、ゼラチン粒子３１と貧溶媒とを分離できる。ゼラチン水溶液液滴が溶解しない貧溶媒として、例えば、アセトンなどのケトン系溶剤、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤、酢酸エチルなどのエステル系溶剤、トルエン、ヘキサンなどの炭化水素系溶剤、ジクロルエタンなどのハロゲン系溶剤を用いることができる。洗浄工程Ｓ４では、約２〜１５グラムのゼラチン粒子３１に対して、約２００〜３００ｍｌの溶剤を用いて１５〜３０分洗浄する操作を１サイクルとし、これを４〜６サイクル繰り返し行うことが好ましい。このとき、攪拌翼、振とう器、超音波洗浄機などを用いることでより効果的に洗浄できる。
【００２８】
ゼラチン粒子３１の乾燥工程Ｓ６は、ゼラチン粒子３１が溶解しない温度で、ゼラチンに付着した洗浄溶媒およびゼラチン粒子３１中の水分を除去する工程であり、通風乾燥、減圧乾燥、凍結乾燥などの種々の方法を用いることができる。例えば、５℃〜２５℃で約１２時間以上乾燥することが好ましく、特に、減圧雰囲気で乾燥することがより好ましい。
【００２９】
ゼラチン粒子３１の架橋工程Ｓ７では、ゼラチン粒子３１を、温度８０℃〜２５０℃で、０．５時間〜１２０時間加熱する。この加熱条件は、血管内でゼラチン粒子を完全に分解するのに要する時間、すなわち、血管内をゼラチン粒子３１で塞栓してから、血流を再開通させるまでに必要とされる期間に応じて決定される。また、加熱時間は加熱温度に依存する。一般に、腫瘍(癌)を壊死させるためには、２〜３日間、血管を塞栓すればよい。したがって、例えば、ゼラチン粒子３１の分解期間を３〜７日間に設定する場合、加熱架橋の条件としては、１００℃〜１８０℃で、１時間以上２４時間以下加熱することが好ましい。ゼラチン粒子３１の酸化等の不具合を避けるためには、架橋工程Ｓ７を、減圧下、または不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【００３０】
本実施の形態の製造方法は、特に、非多孔質ゼラチン粒子の製造に適している。多孔質ゼラチン粒子の場合、血管内での分解に際して、ゼラチン粒子の一部が分離して微粒子となる場合があり、それらの微粒子が血流に運ばれて目的部位以外の血管を塞栓する場合がある。一方、非多孔質の場合には、ゼラチン粒子の外周部分から徐々に溶解していくため、そのような微粒子が発生する可能性が少ないという利点がある。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明について、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。なお、本発明は実施例の記載により限定されるものではない。
【００３２】
（実施例１）
滴下槽中に約１００ｍｌのオリーブ油を入れ、ディスペンサーの吐出口がオリーブ油に約１ｍｍ浸るように設置した。あらかじめゼラチン２ｇを冷水約１８ｍｌ中で３０分間膨潤させ、膨潤したゼラチンを４０〜５０℃の温水で約１時間加温しながら溶解してゼラチン水溶液を作製した。作製したゼラチン水溶液を脱泡したのち、ディスペンサー（７４１ＭＤ−ＳＳ、（株）サンエイテック製）のバルブ中に充填した。０．０１ＭＰａの加圧エアーでバルブ内を加圧し、内径０．１０ｍｍのポリプロピレン製ニードルノズル（ＧＰニードルノズル３２Ｇ、（株）サンエイテック製）をオリーブ油の界面を横切るように上下に約３ｍｍの振幅で振動させながら、ニードルノズルからゼラチン水溶液をオリーブ油内に吐出した。このとき、ゼラチン水溶液は吐出口がオリーブ油に浸漬された状態で定量吐出され、吐出口がオリーブ油から引き上げられる時に、吐出されたゼラチン水溶液が吐出口から離脱してオリーブ油中に分散された。一旦、引き上げられた吐出口を、次の吐出動作のために再度オリーブ油中に浸漬した。この（浸漬〜吐出〜引き上げ）という一連の工程を本実施例１では４００回／分の速度で行った。この一連の工程の間、オリーブ油を攪拌した。オリーブ油を攪拌することで、吐出されたゼラチン水溶液液滴がオリーブ油中で沈降することなく、液滴ごとに分散させることができた。次に、オリーブ油を周りから冷水で冷却することで、オリーブ油中に形成されたゼラチン水溶液液滴を冷却して固化させた。その後、オリーブ油中に氷冷したアセトンを投入してゼラチン水溶液液滴を脱水し、ゼラチン粒子を得た。得られたゼラチン粒子を取り出し、氷冷したアセトン中で洗浄することで、残留オリーブ油が除去されたゼラチン粒子を得た。その後、ゼラチン粒子を１２〜２４時間真空乾燥し、さらに続けて減圧下で１４０℃、２４時間加熱架橋させることで水不溶性ゼラチン粒子を作製した。
【００３３】
（実施例２）
０．３０ＭＰａの加圧エアーでバルブ内を加圧し、かつ、内径０．２０ｍｍのポリプロピレン製ニードルノズルを用いた以外は実施例１と同様の装置、条件で水不溶性ゼラチン粒子を作製した。
【００３４】
（比較例１）
１０００ｍｌ縦型フラスコに７００ｍｌのオリーブ油を入れ、攪拌翼をセットした。あらかじめゼラチン２ｇを冷水１８ｍｌ中で３０分間膨潤させ、膨潤したゼラチンを４０〜５０℃の温水で約１時間加温しながら溶解してゼラチン水溶液を作製した。攪拌翼を２００ｒｐｍで回転させてオリーブ油を攪拌しながら、ロートを用いて２０ｇのゼラチン水溶液を投入し、そのまま引き続き、約１０〜３０分間攪拌を続けることでゼラチン水溶液液滴を形成した。次に、オリーブ油を周りから冷水で冷却することで、オリーブ油中に形成されたゼラチン水溶液液滴を冷却して固化させた。その後、オリーブ油中に氷冷したアセトンを投入してゼラチン水溶液液滴を脱水し、ゼラチン粒子を得た。得られたゼラチン粒子を取り出し、氷冷したアセトン中で洗浄することで、残留オリーブ油が除去されたゼラチン粒子を得た。その後、ゼラチン粒子を１２〜２４時間真空乾燥し、さらに続けて減圧下で１４０℃、２４時間加熱架橋させることで水不溶性ゼラチン粒子を作製した。
【００３５】
（比較例２）
１０００ｍｌ縦型フラスコに７００ｍｌのオリーブ油を入れ、攪拌翼をセットした。あらかじめゼラチン約２ｇを冷水１１ｍｌ中で３０分間膨潤させ、膨潤したゼラチンを４０〜５０℃の温水で約１時間加温しながら溶解してゼラチン水溶液を作製した。攪拌翼を１００ｒｐｍで回転させてオリーブ油を攪拌しながら、ロートを用いて１３ｇのゼラチン水溶液を投入し、そのまま引き続き、約１０〜３０分間攪拌を続けることでゼラチン水溶液液滴を形成した。以下、比較例１と同様にして水不溶性ゼラチン粒子を作製した。
【００３６】
以下、実施例１、２および比較例１，２で得られた水不溶性ゼラチン粒子の測定結果および評価結果について説明する。
【００３７】
（粒子形状）
実施例１、２および比較例１，２で得られた水不溶性ゼラチン粒子を倍率１００倍のマイクロスコープで観察した結果を図５（ａ）〜（ｄ）に示す。図５（ａ）は、実施例１の方法で作製したゼラチン粒子の粒子形状を示す図であり、図５（ｂ）は、実施例２の方法で作製したゼラチン粒子の粒子形状を示す図であり、図５（ｃ）は、比較例１の方法で作製したゼラチン粒子の粒子形状を示す図であり、図５（ｄ）は、比較例２の方法で作製したゼラチン粒子の粒子形状を示す図である。図５から、どのゼラチン粒子も略球形であることが確認できた。
【００３８】
（粒度分布）
マイクロスコープを用いて、実施例１，２および比較例１，２で得られたゼラチン粒子の粒径を各１００個計測した。粒度分布図を図６〜図９に示す。図６，７、８および９は、それぞれ、実施例１、実施例２、比較例１、比較例２に該当する。図中の横軸は粒径を示し、縦軸は該当する粒径の粒子の頻度（％）を示す。つまり、５０μｍの粒径で頻度６％というのは、１００個の粒子中６個が５０μｍであることを示す。図８、９に示すように、比較例１、２で得られた粒子では、粒径範囲は数μｍから数千μｍの範囲に幅広く分布していた。一方、図６、７に示すように、本実施例１、２で得られた粒子は、非常にシャープな粒度分布を示した。
【００３９】
（粒子収率）
実施例１，２および比較例１，２で得られたゼラチン粒子を、目開き６００、４２５、２５０、１５０、１０６、５３μｍの篩を用いて分級し、篩に残った狙いとする粒径の粒子の重量を測定することで収率を算出した。結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１の結果から、比較例１，２の場合には、狙いとする粒径範囲のゼラチン粒子は、粒子全体の４０％以下という低収率であった。それに対し、本実施例１の場合には、１５０〜２００μｍの小径の粒子であっても、全体の８６％が１５０μｍ〜２００μｍという狭い範囲内に収まっていた。また、５００μｍ程度の粒子の場合には、全体の９０％が４２５μｍ〜５００μｍという狭い範囲内に収まっており、さらにシャープな粒径分布特性を示した。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は従来の液中分散法を説明する斜視図である。
【図２】図２は本発明の一実施形態の液中滴下法を説明する斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａはディスペンサーの構成図である。
【図３Ｂ】図３Ｂはディスペンサー先端部の断面図である。
【図４】図４は本発明の一実施形態の製造方法を説明するフローチャートである。
【図５】図５はゼラチン粒子の粒子形状を示す図である。
【図６】図６は実施例１で作製したゼラチン粒子の粒度分布を示す図である。
【図７】図７は実施例２で作製したゼラチン粒子の粒度分布を示す図である。
【図８】図８は比較例１で作製したゼラチン粒子の粒度分布を示す図である。
【図９】図９は比較例２で作製したゼラチン粒子の粒度分布を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１ ゼラチン水溶液
１２ 疎水性溶媒
１３ 攪拌翼
１４ ゼラチン水溶液液滴
１５ 冷却水
１６ 滴下槽
２０ ゼラチン水溶液調合タンク
２１ 配管
２２ 加圧エアー
２３ ディスペンサーのバルブ
２４ ノズル
２５ ニードル
２６ 吐出口
２７ バルブコントローラ
２８ ピストン・ニードル
２９ 液供給口
３０ 液吐出機構
３１ ゼラチン粒子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、肝臓癌、腎臓癌、脾臓癌、子宮筋腫などの塞栓治療や動脈出血の止血、手術前の塞栓症の治療などに使用されるゼラチン塞栓粒子の製造方法に関し、簡単な装置、手段をもって粒子径の制御が可能で収率の高い生産に適した製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、肝臓癌や子宮筋腫、腎癌などの治療法において、経動脈的塞栓治療法がある。該治療法は、マイクロカテーテルを用いて抗癌剤を癌（筋腫）組織に注入し、続いて非イオン性造影剤を用いて塞栓物質により癌(筋腫)組織に通じる血管を塞栓して、癌(筋腫)への栄養を遮断し壊死させるものである。該治療法は、組織選択的治療法であり、正常細胞の壊死という副作用を最小限に抑えることができる。近年の医療技術の進歩に伴い、標的部位にできるだけ近い部分で血管を塞栓し、かつ、健常な部分に悪影響を与えないように血管の大きさに応じて使い分けができるという目的から、小さい粒子で40μｍ、大きい粒子で２０００μｍの、粒径が均一で且つ形状も均一である塞栓物質が求められている。
【０００３】
特許文献１には、液中分散方法による粒子製造方法が開示されている。すなわち、まず、生体適合性物質を良溶媒に溶解した溶液を該生体適合性物質に対する貧溶媒中に投入して攪拌することでエマルジョンを形成する。次に、得られたエマルジョンを生体適合性物質のゲル化温度以下に冷却してゲル粒子を作製する。このようにして得られたゲル粒子から生体適合性物質の粒子を得るというものである。また、特許文献２には、液中滴下法による真球ゼラチン粒の製造方法が記載されている。すなわち、ノズルを疎水性溶媒に漬けたままで、ノズル口を水平方向に往復（振子）運動させつつ、ゲル化温度以上の疎水性溶媒にノズル筒からゼラチン溶液を圧吐出するというものである。
【０００４】
ゼラチン粒子を製造する方法として、従来から用いられてきた液中分散法を図１に示す。液中分散法は、（ａ）油などの疎水性溶媒１２を入れた疎水性溶媒槽（以下、滴下槽）１６中にゼラチン水溶液１１を投入し、（ｂ）攪拌翼１３で攪拌または分散してゼラチン水溶液液滴１４を形成し、その後、（ｃ）滴下槽１６を冷却水１５などで冷却するというものである。液中分散法は簡便ではあるが、得られる粒子の粒度分布が約数μｍから約数千μｍと非常に広いため、所望する粒径のゼラチン粒子の収率が非常に悪くなる。しかも、物質同士の凝集が生じるため、分級操作を経ても完全に分級することができないなど、顆粒等の微小粒子の製造には適していなかった。
【０００５】
一方、特許文献２記載の液中滴下方法は、疎水性溶媒中でのゼラチン溶液の切断手段が必要とされた従来の液中滴下方法における課題を改良するものである。しかしながら、特許文献２記載のノズルを水平運動させる方式では、ノズルから吐出された液滴の切れが悪く、４０〜２０００μｍのゼラチン粒子を安定に製造するには十分ではなかった。
【０００６】
【特許文献１】特許第３８７９０１８号公報
【特許文献２】特公平１−１７３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、狙い通りの微小な粒径の粒子が高収率で得られ、分級操作を必要としないゼラチン粒子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）ディスペンサーのノズル先端の吐出口を疎水性溶媒に浸漬し、前記吐出口端から所定量のゼラチン水溶液を疎水性溶媒中に吐出する工程と、吐出工程につづき、吐出口を疎水性溶媒から引き上げる工程と、疎水性溶媒中に形成されたゼラチン水溶液液滴中の水分を脱水溶媒にて脱水する工程と、脱水されたゼラチン粒子をゼラチン粒子の貧溶媒で洗浄する工程と、回収したゼラチン粒子を乾燥する工程と、乾燥させたゼラチン粒子を加熱架橋する工程とからなり、吐出する工程で形成されたゼラチン水溶液液滴を、引き上げる工程で吐出口から離脱させることを特徴とするゼラチン粒子の製造方法。
（２）吐出する工程が、ディスペンサーのバルブに収容されたゼラチン水溶液を、エアー圧により、吐出口から疎水性溶媒中に吐出する工程であり、ゼラチン粒子の粒径を、エアー圧、ピストン・ニードルの移動量、吐出時間、またはノズル吐出口径により調整することができる上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（３）吐出する工程において、疎水性溶媒中に吐出口が０．２ｍｍ〜３ｍｍ漬かっていることを特徴とする上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（４）吐出する工程において、ノズルの上下動の振幅が、１〜５ｍｍであり、上下動の回数が１分当たり１０００回以下である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（５）疎水性溶媒を攪拌することを特徴とする上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（６）吐出する工程において、ゼラチン水溶液を吐出口から疎水性溶媒中へ吐出させるときの圧力が０．００１ＭＰａ以上である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（７）ゼラチン水溶液の濃度が２重量％〜２０重量％の範囲である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（８）吐出する工程が、ゼラチン水溶液を調整する容器と、容器からゼラチン水溶液をディスペンサーのバルブへ輸送する配管と、ゼラチン水溶液を疎水性溶媒中に吐出するノズルを有するディスペンサーと、疎水性溶媒を収容する槽を用いて行われ、各装置はゼラチン水溶液の温度を維持するための保温が可能である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（９）疎水性溶媒が、動物油、植物油、鉱物油、シリコン油、脂肪酸、脂肪酸エステル、有機溶媒からなる群から選ばれる少なくとも１種類である上記（１）記載のゼラチン粒子の製造方法。
（１０）脱水溶媒並びに洗浄溶媒が、アセトン、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノール、トルエン、酢酸エチル、ヘキサン、ハロゲン系有機溶媒からなる群から選ばれる少なくとも１種類若しくは２種類以上である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（１１）ゼラチン粒子の洗浄方法が、篩過、遠心分離からなる群から選ばれる少なくとも１手段である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（１２）脱水したゼラチン粒子の乾燥方法が、通風乾燥、減圧乾燥、凍結乾燥からなる群から選ばれる少なくとも１手段である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（１３）加熱架橋工程において、加熱温度が８０℃〜２５０℃、加熱時間が０．５時間〜１２０時間である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（１４）ゼラチン粒子の形状が球形である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（１５）加熱架橋後のゼラチン粒子の粒径が２０００μｍ以下である上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（１６）吐出する工程において、ノズルの先端は２０℃以上に加温され、疎水性溶媒は０℃〜６０℃に温度調整可能であることを特徴とする上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
（１７）記吐出する工程と引き上げる工程とを交互に複数回繰り返すことにより複数個のゼラチン水溶液液滴を製造する、上記（１）のゼラチン粒子の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ディスペンサーを用いて、簡単に任意の粒径の物質を高収率で得ることができる製造方法を提供することができる。特に、４０μｍ〜２０００μｍのゼラチン粒子を安定に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の１実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、図１と同じ要素には同一の符号を付して説明を簡略化する。
図２、図３Ａ、３Ｂに示すように、ゼラチン水溶液調合タンク２０中のゼラチン水溶液１１は、配管２１を経由してディスペンサーのバルブ２３に送られる。バルブ２３には加圧エアー２２が連結されている。バルブ２３内のゼラチン水溶液１１は、バルブコントロー２７に連結された加圧エアー２２により加圧され、バルブ２３下部の液吐出機構３０に連結されたノズル２４先端のニードル２５の吐出口２６から、滴下槽１６に収容された疎水性溶媒１２中に吐出される。吐出時に重要なことは、必ず吐出口２６が疎水性溶媒１２に漬かっている状態で、ゼラチン水溶液が疎水性溶媒１２中に吐出され、その後、吐出口２６が疎水性溶媒１２外に出るように、ノズル２４を上下運動させることである。なお、図３Ａ、３Ｂでは、少量滴下に適したニードルノズルを用いて説明している。例えば、ポリプロピレン製ニードルノズル（ＧＰニードルノズル３０Ｇ、３２Ｇ、（株）サンエイテック製）。ただし、ノズルの形状はニードルノズルに限定されるわけではない。
【００１１】
このように吐出口２６が疎水性溶媒１２に漬かった状態で、ゼラチン水溶液１１が吐出され、その後、吐出口２６が疎水性溶媒１２外に出るように、ノズル２４を引き上げることにより、吐出されたゼラチン水溶液１１をニードル２５から離脱させることができる。また、吐出口２６がゼラチン水溶液を吐出する際は必ず疎水性溶媒１２に浸漬された状態にしておくことにより、吐出されたゼラチン水溶液液滴１４が、疎水性溶媒１２の表面に滴下する際の衝撃をなくすことができる。これにより、ゼラチン粒子の変形や、液滴の破裂に起因する飛沫による微粒子の発生を抑制することができる。上記の効果を得るために、吐出口２６は、疎水性溶媒１２中に０．５〜３ｍｍの深さで浸漬していることが望ましい。０．５ｍｍ未満になると、確実な浸漬状態が得られない場合があり好ましくない。また浸漬深さが大きくても構わないが、通常３ｍｍを超える上下動は、不必要に大きな上下振幅となり好ましくない。また、吐出口２６を疎水性溶媒１２の表面から引き上げる際の液面からの引き上げ距離は特に限定されるものではないが、１〜５ｍｍの高さで引き上げられていることが好ましい。引き上げ距離が液面から１ｍｍ未満になると引き上げの確実性が低下する場合がある。また、不必要に大きな上下動の振幅は、好ましくないので、引き上げ距離は５ｍｍを越えないことが好ましい。さらに、攪拌翼１３を用いて疎水性溶媒１２を攪拌することにより、形成されたゼラチン水溶液液滴１４同士が癒着することを抑制することができる。
【００１２】
通常、ノズルから吐出されるゼラチン水溶液を受ける疎水性溶媒の温度は、ゼラチンのゲル化温度である２０℃以上に保つことが必要である。疎水性溶媒の温度がゼラチンのゲル化温度以下になると、ノズルの先端でゼラチン水溶液がゲル化してしまい、ノズルが詰まるという問題が生じ、ゼラチン水溶液の定量吐出ができなくなるとともに、ノズル先端でゼラチン水溶液が離脱されないため粒径ばらつきが起きてしまうことが多い。そこで、本発明の１実施形態では、ノズル温調器（図示せず）を取り付けて、吐出口も含むノズルの先端を加温している。このように、ノズル先端をゼラチン水溶液のゲル化温度以上に加温することにより、疎水性溶媒の温度がゲル化温度以下であっても、ノズル先端でのゼラチン水溶液のゲル化を抑制することができるため、ノズルの詰まりや、ゼラチン粒子の粒径ばらつきの発生をなくすことができる。
【００１３】
一方、疎水性溶媒をゼラチンのゲル化温度以下にすると、ゼラチン水溶液が固化することによりゼラチン粒子同士の癒着を防止できる。したがって、本発明の１実施形態のように、疎水性溶媒の温度をゲル化温度以下に保ち、かつ、ノズル先端をゼラチン水溶液のゲル化温度以上に加温することで、ノズルのつまりや、ゼラチン粒子の粒径ばらつきをなくすことができると同時に、ゼラチン粒子同士の癒着も防止できるという優れた効果を得ることができる。すなわち、本発明の製造方法により、ゼラチン粒子の製造工程を減らすことができるとともに、所望の粒径の粒子を高い収率で得ることができる。
【００１４】
本発明の製造方法が適用できるゼラチンの種類は、特に限定されない。例えば、牛骨由来、牛皮由来、豚骨由来、豚皮由来などのゼラチンの粒子を製造することができる。
【００１５】
ゼラチン水溶液の濃度は、２重量％〜２０重量％が好ましく、５重量％〜１５重量％が特に好ましい。２重量％未満の水溶液の場合には球形の粒子を作製することが困難であり、一方、２０重量％を超えると、水溶液が高粘度となり、吐出が困難となる。
【００１６】
ゼラチン粒子の形状は、不定形ではなく、できる限り球形であることが好ましい。血管内にゼラチン粒子を注入して塞栓したとき、球形にすることで、より標的部位に近い部分で血管を塞栓することができ、かつ患者に与える痛みも軽減できる。
【００１７】
ゼラチン粒子の粒径は、標的部位にできるだけ近い部分で血管を塞栓するという目的に加えて、健常な部分に悪影響を与えないように血管の大きさに応じて使い分けができるという目的から、４０〜１００μｍ、１５０〜３００μｍ、および４００〜８００μｍの３種類が適している。４０μｍ未満の小径粒子は目的とする部位以外の血管を塞栓するので好ましくない。本発明の製造方法により、上記３種の粒径範囲のゼラチン粒子を簡便に製造できるとともに、各粒径範囲で、全粒子が、目的とする中心粒径に対して±２５％以内に収まるような、シャープな粒度分布を実現することができる。
【００１８】
本発明の製造方法で作製されるゼラチン粒子径は、加圧エアーの圧力（すなわち吐出圧）、ピストン・ニードルの移動量、ノズルの形状、ノズルの吐出口の口径、上下動の振幅、吐出時間などを調整することにより、その粒子径を調整することができる。また、ノズルの形状および吐出口の口径が同一であっても、ノズルの上下動の速度（すなわち、1分当たりの上下動の回数）と吐出圧を調整することによって、ゼラチン粒子径を調整することができる。図３Ｂに示すように、ピストン・ニードル２８とは、液吐出機構３０の中央に設けられた上下方向に可動の軸状ピストンである。ピストン・ニードル２８が上昇すると、液供給口２９から供給されたゼラチン水溶液１１が、ピストン・ニードル２８の周囲の円筒状通路に所定量取り込まれ、ピストン・ニードル２８が下降すると取り込まれた所定量のゼラチン水溶液１１が吐出口２６から吐出される。このとき、ゼラチン水溶液をノズル先端から疎水性溶媒中へ吐出させるときの圧力は０．００１ＭＰａ以上であることが好ましい。０．００１ＭＰａ未満では、ノズルからのゼラチン水溶液の吐出が困難である。
【００１９】
ゼラチン水溶液の吐出量の最適な範囲は、求められるゼラチン粒子の粒径に依存するとともに、ゼラチン水溶液の濃度に依存する。例えば、５重量％のゼラチン水溶液を用いて、５０μｍの粒子を得る場合には、吐出量を約０．００１ｍｌにすることが適している。２００μｍおよび５００μｍの粒子を得る場合には、吐出量はそれぞれ約０．０８ｍｌと約１．３０ｍｌが適している。
【００２０】
次に、本発明の１実施形態について、工程ごとに図４のフローチャートに沿って具体的に説明する。
【００２１】
本発明の１実施形態のゼラチン粒子製造方法において、ゼラチン水溶液１１を調整するには、まずゼラチンを０℃程度の水中で膨潤させる。次に、スターラー、攪拌翼または振とう器などを用いて約０．５時間〜約１．５時間攪拌することで、約４０℃〜６０℃の温水にゼラチンを完全に溶解させる。このような処理手順により、短時間にかつ完全にゼラチンを溶解することができる。
【００２２】
ゼラチン水溶液をバルブ２３に供給する工程Ｓ１では、タンク２０、配管２１およびディスペンサーのバルブ２３を約４０℃〜６０℃に加温することが好ましい。このように加温することにより、装置内でのゲル化を防ぐことができて、ゼラチン水溶液の安定な吐出が可能となる。
【００２３】
次の、ゼラチン水溶液１１の疎水性溶媒中１２への吐出工程Ｓ２では、ノズル２４を約４０℃〜６０℃に加温することが好ましい。このように加温することにより、ゼラチン水溶液１１のゲル化を防いで、一定量のゼラチン水溶液を連続かつ長時間吐出することができる。
【００２４】
吐出口２６の引き上げ工程Ｓ３では、疎水性溶媒１２中に浸かっていた吐出口２６を疎水性溶媒１２から引き上げる。吐出工程では、吐出口２６の先端に吐出されたゼラチン水溶液が付着した状態である。ゼラチン水溶液が付着した吐出口２６を引き上げると、疎水性溶媒１２と空気との界面を通過するため、吐出口２６に付着していたゼラチン水溶液が離脱し、疎水性溶媒１２中に移動してゼラチン水溶液液滴１４を形成する。この後、吐出口２６は下降し、次の吐出に移る。
【００２５】
疎水性溶媒１２の温度は、０℃〜６０℃の範囲であることが好ましい。特に、ゼラチン水溶液１１のゲル化温度以下にすることがより好ましい。疎水性溶媒１２の温度をゲル化温度以下にすることで、ゼラチン水溶液液滴１４の固化が早まり、粒子同士の衝突や、溶媒攪拌時のせん断力による粒子の変形または分離が抑制される。併せて、ゼラチン水溶液液滴１４同士の癒着や凝集も防止できる。また、疎水性溶媒としては、製薬学的に許容される物質であればよく、例えば、オリーブ油などの植物油、オレイン酸などの脂肪酸、トリカプリル酸グリセリルなどの脂肪酸エステル類、ヘキサンなどの炭化水素系溶剤などを用いることができる。なかでも、オリーブ油や、酸化しにくい中鎖脂肪酸エステルであるトリカプリル酸グリセリルが好ましい。
【００２６】
ゼラチン水溶液液滴１４中の水分を脱水する工程Ｓ４では、ゼラチン水溶液液滴１４が溶解しないように、ゲル化温度以下の脱水溶媒を混合してゼラチン水溶液液滴１４中の水分を除去する。そのため、ゼラチン水溶液液滴１４を脱水溶媒に約１５分間以上接触させることが好ましい。脱水溶媒の温度は、ゼラチンのゲル化温度以下であることが特に好ましい。このようにして、ゼラチン水溶液液滴１４中の水分を脱水することで、形成されたゼラチン粒子３１の凝集を防ぐことができ、後工程での均一な架橋が可能となる。脱水溶媒として、例えば、アセトンなどのケトン系溶剤、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤、酢酸エチルなどのエステル系溶剤、トルエン、ヘキサンなどの炭化水素系溶剤、ジクロルエタンなどのハロゲン系溶剤を用いることができる。
【００２７】
ゼラチン粒子３１の洗浄工程Ｓ５では、ゼラチン粒子３１が溶解しない貧溶媒を用いてゼラチン粒子３１を洗浄する。貧溶媒はゼラチンのゲル化温度以下で用いることが好ましい。洗浄に際して、篩過、遠心分離などの方法で、ゼラチン粒子３１と貧溶媒とを分離できる。ゼラチン水溶液液滴が溶解しない貧溶媒として、例えば、アセトンなどのケトン系溶剤、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤、酢酸エチルなどのエステル系溶剤、トルエン、ヘキサンなどの炭化水素系溶剤、ジクロルエタンなどのハロゲン系溶剤を用いることができる。洗浄工程Ｓ４では、約２〜１５グラムのゼラチン粒子３１に対して、約２００〜３００ｍｌの溶剤を用いて１５〜３０分洗浄する操作を１サイクルとし、これを４〜６サイクル繰り返し行うことが好ましい。このとき、攪拌翼、振とう器、超音波洗浄機などを用いることでより効果的に洗浄できる。
【００２８】
ゼラチン粒子３１の乾燥工程Ｓ６は、ゼラチン粒子３１が溶解しない温度で、ゼラチンに付着した洗浄溶媒およびゼラチン粒子３１中の水分を除去する工程であり、通風乾燥、減圧乾燥、凍結乾燥などの種々の方法を用いることができる。例えば、５℃〜２５℃で約１２時間以上乾燥することが好ましく、特に、減圧雰囲気で乾燥することがより好ましい。
【００２９】
ゼラチン粒子３１の架橋工程Ｓ７では、ゼラチン粒子３１を、温度８０℃〜２５０℃で、０．５時間〜１２０時間加熱する。この加熱条件は、血管内でゼラチン粒子を完全に分解するのに要する時間、すなわち、血管内をゼラチン粒子３１で塞栓してから、血流を再開通させるまでに必要とされる期間に応じて決定される。また、加熱時間は加熱温度に依存する。一般に、腫瘍(癌)を壊死させるためには、２〜３日間、血管を塞栓すればよい。したがって、例えば、ゼラチン粒子３１の分解期間を３〜７日間に設定する場合、加熱架橋の条件としては、１００℃〜１８０℃で、１時間以上２４時間以下加熱することが好ましい。ゼラチン粒子３１の酸化等の不具合を避けるためには、架橋工程Ｓ７を、減圧下、または不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【００３０】
本実施の形態の製造方法は、特に、非多孔質ゼラチン粒子の製造に適している。多孔質ゼラチン粒子の場合、血管内での分解に際して、ゼラチン粒子の一部が分離して微粒子となる場合があり、それらの微粒子が血流に運ばれて目的部位以外の血管を塞栓する場合がある。一方、非多孔質の場合には、ゼラチン粒子の外周部分から徐々に溶解していくため、そのような微粒子が発生する可能性が少ないという利点がある。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明について、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。なお、本発明は実施例の記載により限定されるものではない。
【００３２】
（実施例１）
滴下槽中に約１００ｍｌのオリーブ油を入れ、ディスペンサーの吐出口がオリーブ油に約１ｍｍ浸るように設置した。あらかじめゼラチン２ｇを冷水約１８ｍｌ中で３０分間膨潤させ、膨潤したゼラチンを４０〜５０℃の温水で約１時間加温しながら溶解してゼラチン水溶液を作製した。作製したゼラチン水溶液を脱泡したのち、ディスペンサー（７４１ＭＤ−ＳＳ、（株）サンエイテック製）のバルブ中に充填した。０．０１ＭＰａの加圧エアーでバルブ内を加圧し、内径０．１０ｍｍのポリプロピレン製ニードルノズル（ＧＰニードルノズル３２Ｇ、（株）サンエイテック製）をオリーブ油の界面を横切るように上下に約３ｍｍの振幅で振動させながら、ニードルノズルからゼラチン水溶液をオリーブ油内に吐出した。このとき、ゼラチン水溶液は吐出口がオリーブ油に浸漬された状態で定量吐出され、吐出口がオリーブ油から引き上げられる時に、吐出されたゼラチン水溶液が吐出口から離脱してオリーブ油中に分散された。一旦、引き上げられた吐出口を、次の吐出動作のために再度オリーブ油中に浸漬した。この（浸漬〜吐出〜引き上げ）という一連の工程を本実施例１では４００回／分の速度で行った。この一連の工程の間、オリーブ油を攪拌した。オリーブ油を攪拌することで、吐出されたゼラチン水溶液液滴がオリーブ油中で沈降することなく、液滴ごとに分散させることができた。次に、オリーブ油を周りから冷水で冷却することで、オリーブ油中に形成されたゼラチン水溶液液滴を冷却して固化させた。その後、オリーブ油中に氷冷したアセトンを投入してゼラチン水溶液液滴を脱水し、ゼラチン粒子を得た。得られたゼラチン粒子を取り出し、氷冷したアセトン中で洗浄することで、残留オリーブ油が除去されたゼラチン粒子を得た。その後、ゼラチン粒子を１２〜２４時間真空乾燥し、さらに続けて減圧下で１４０℃、２４時間加熱架橋させることで水不溶性ゼラチン粒子を作製した。
【００３３】
（実施例２）
０．３０ＭＰａの加圧エアーでバルブ内を加圧し、かつ、内径０．２０ｍｍのポリプロピレン製ニードルノズルを用いた以外は実施例１と同様の装置、条件で水不溶性ゼラチン粒子を作製した。
【００３４】
（比較例１）
１０００ｍｌ縦型フラスコに７００ｍｌのオリーブ油を入れ、攪拌翼をセットした。あらかじめゼラチン２ｇを冷水１８ｍｌ中で３０分間膨潤させ、膨潤したゼラチンを４０〜５０℃の温水で約１時間加温しながら溶解してゼラチン水溶液を作製した。攪拌翼を２００ｒｐｍで回転させてオリーブ油を攪拌しながら、ロートを用いて２０ｇのゼラチン水溶液を投入し、そのまま引き続き、約１０〜３０分間攪拌を続けることでゼラチン水溶液液滴を形成した。次に、オリーブ油を周りから冷水で冷却することで、オリーブ油中に形成されたゼラチン水溶液液滴を冷却して固化させた。その後、オリーブ油中に氷冷したアセトンを投入してゼラチン水溶液液滴を脱水し、ゼラチン粒子を得た。得られたゼラチン粒子を取り出し、氷冷したアセトン中で洗浄することで、残留オリーブ油が除去されたゼラチン粒子を得た。その後、ゼラチン粒子を１２〜２４時間真空乾燥し、さらに続けて減圧下で１４０℃、２４時間加熱架橋させることで水不溶性ゼラチン粒子を作製した。
【００３５】
（比較例２）
１０００ｍｌ縦型フラスコに７００ｍｌのオリーブ油を入れ、攪拌翼をセットした。あらかじめゼラチン約２ｇを冷水１１ｍｌ中で３０分間膨潤させ、膨潤したゼラチンを４０〜５０℃の温水で約１時間加温しながら溶解してゼラチン水溶液を作製した。攪拌翼を１００ｒｐｍで回転させてオリーブ油を攪拌しながら、ロートを用いて１３ｇのゼラチン水溶液を投入し、そのまま引き続き、約１０〜３０分間攪拌を続けることでゼラチン水溶液液滴を形成した。以下、比較例１と同様にして水不溶性ゼラチン粒子を作製した。
【００３６】
以下、実施例１、２および比較例１，２で得られた水不溶性ゼラチン粒子の測定結果および評価結果について説明する。
【００３７】
（粒子形状）
実施例１、２および比較例１，２で得られた水不溶性ゼラチン粒子を倍率１００倍のマイクロスコープで観察した結果を図５（ａ）〜（ｄ）に示す。図５（ａ）は、実施例１の方法で作製したゼラチン粒子の粒子形状を示す図であり、図５（ｂ）は、実施例２の方法で作製したゼラチン粒子の粒子形状を示す図であり、図５（ｃ）は、比較例１の方法で作製したゼラチン粒子の粒子形状を示す図であり、図５（ｄ）は、比較例２の方法で作製したゼラチン粒子の粒子形状を示す図である。図５から、どのゼラチン粒子も略球形であることが確認できた。
【００３８】
（粒度分布）
マイクロスコープを用いて、実施例１，２および比較例１，２で得られたゼラチン粒子の粒径を各１００個計測した。粒度分布図を図６〜図９に示す。図６，７、８および９は、それぞれ、実施例１、実施例２、比較例１、比較例２に該当する。図中の横軸は粒径を示し、縦軸は該当する粒径の粒子の頻度（％）を示す。つまり、５０μｍの粒径で頻度６％というのは、１００個の粒子中６個が５０μｍであることを示す。図８、９に示すように、比較例１、２で得られた粒子では、粒径範囲は数μｍから数千μｍの範囲に幅広く分布していた。一方、図６、７に示すように、本実施例１、２で得られた粒子は、非常にシャープな粒度分布を示した。
【００３９】
（粒子収率）
実施例１，２および比較例１，２で得られたゼラチン粒子を、目開き６００、４２５、２５０、１５０、１０６、５３μｍの篩を用いて分級し、篩に残った狙いとする粒径の粒子の重量を測定することで収率を算出した。結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１の結果から、比較例１，２の場合には、狙いとする粒径範囲のゼラチン粒子は、粒子全体の４０％以下という低収率であった。それに対し、本実施例１の場合には、１５０〜２００μｍの小径の粒子であっても、全体の８６％が１５０μｍ〜２００μｍという狭い範囲内に収まっていた。また、５００μｍ程度の粒子の場合には、全体の９０％が４２５μｍ〜５００μｍという狭い範囲内に収まっており、さらにシャープな粒径分布特性を示した。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は従来の液中分散法を説明する斜視図である。
【図２】図２は本発明の一実施形態の液中滴下法を説明する斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａはディスペンサーの構成図である。
【図３Ｂ】図３Ｂはディスペンサー先端部の断面図である。
【図４】図４は本発明の一実施形態の製造方法を説明するフローチャートである。
【図５】図５はゼラチン粒子の粒子形状を示す図である。
【図６】図６は実施例１で作製したゼラチン粒子の粒度分布を示す図である。
【図７】図７は実施例２で作製したゼラチン粒子の粒度分布を示す図である。
【図８】図８は比較例１で作製したゼラチン粒子の粒度分布を示す図である。
【図９】図９は比較例２で作製したゼラチン粒子の粒度分布を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１ ゼラチン水溶液
１２ 疎水性溶媒
１３ 攪拌翼
１４ ゼラチン水溶液液滴
１５ 冷却水
１６ 滴下槽
２０ ゼラチン水溶液調合タンク
２１ 配管
２２ 加圧エアー
２３ ディスペンサーのバルブ
２４ ノズル
２５ ニードル
２６ 吐出口
２７ バルブコントローラ
２８ ピストン・ニードル
２９ 液供給口
３０ 液吐出機構
３１ ゼラチン粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスペンサーの吐出口を疎水性溶媒に浸漬し、前記吐出口から所定量のゼラチン水溶液を前記疎水性溶媒中に吐出する工程と、
前記吐出工程につづき、前記吐出口を前記疎水性溶媒から引き上げる工程と、
前記疎水性溶媒中に形成されたゼラチン水溶液液滴中の水分を脱水溶媒にて脱水する工程と、
脱水されたゼラチン粒子をゼラチン粒子の貧溶媒で洗浄する工程と、
回収したゼラチン粒子を乾燥する工程と、
乾燥させたゼラチン粒子を加熱架橋する工程とからなり、
前記吐出する工程で形成されたゼラチン水溶液液滴を、前記引き上げる工程で前記吐出口から離脱させることを特徴とするゼラチン粒子の製造方法。
【請求項２】
前記吐出する工程が、ディスペンサーのバルブに収容されたゼラチン水溶液を、エアー圧により、前記吐出口から疎水性溶媒中に吐出する工程であり、ゼラチン粒子の粒径を、エアー圧、ピストン・ニードルの移動量、吐出時間、またはノズル吐出口径により調整することができる請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項３】
前記吐出する工程において、疎水性溶媒中に前記吐出口が０．２ｍｍ〜３ｍｍ漬かっていることを特徴とする請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項４】
前記吐出する工程において、ノズルの上下動の振幅が、１〜５ｍｍであり、上下動の回数が１分当たり１０００回以下である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項５】
前記疎水性溶媒を攪拌することを特徴とする請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項６】
前記吐出する工程において、ゼラチン水溶液を前記吐出口から疎水性溶媒中へ吐出させるときの圧力が０．００１ＭＰａ以上である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項７】
ゼラチン水溶液の濃度が２重量％〜２０重量％の範囲である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項８】
前記吐出する工程が、ゼラチン水溶液を調整する容器と、前記容器からゼラチン水溶液をディスペンサーのバルブへ輸送する配管と、ゼラチン水溶液を疎水性溶媒中に吐出するノズルを有するディスペンサーと、疎水性溶媒を収容する槽を用いて行われ、前記各装置はゼラチン水溶液の温度を維持するための保温が可能である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項９】
疎水性溶媒が、動物油、植物油、鉱物油、シリコン油、脂肪酸、脂肪酸エステル、有機溶媒からなる群から選ばれる少なくとも１種類である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１０】
脱水溶媒並びに洗浄溶媒が、アセトン、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノール、トルエン、酢酸エチル、ヘキサン、ハロゲン系有機溶媒からなる群から選ばれる少なくとも１種類若しくは２種類以上である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１１】
ゼラチン粒子の洗浄方法が、篩過、遠心分離からなる群から選ばれる少なくとも１手段である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１２】
脱水したゼラチン粒子の乾燥方法が、通風乾燥、減圧乾燥、凍結乾燥からなる群から選ばれる少なくとも１手段である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１３】
前記加熱架橋工程において、加熱温度が８０℃〜２５０℃、加熱時間が０．５時間〜１２０時間である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１４】
ゼラチン粒子の形状が球形である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１５】
加熱架橋後のゼラチン粒子の粒径が２０００μｍ以下である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１６】
前記吐出する工程において、ノズルの先端は２０℃以上に加温され、疎水性溶媒は０℃〜６０℃に温度調整可能であることを特徴とする請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１７】
前記吐出する工程と前記引き上げる工程とを交互に複数回繰り返すことにより複数個の前記ゼラチン水溶液液滴を製造する、請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１】
ディスペンサーの吐出口を疎水性溶媒に浸漬し、前記吐出口から所定量のゼラチン水溶液を前記疎水性溶媒中に吐出する工程と、
前記吐出工程につづき、前記吐出口を前記疎水性溶媒から引き上げる工程と、
前記疎水性溶媒中に形成されたゼラチン水溶液液滴中の水分を脱水溶媒にて脱水する工程と、
脱水されたゼラチン粒子をゼラチン粒子の貧溶媒で洗浄する工程と、
回収したゼラチン粒子を乾燥する工程と、
乾燥させたゼラチン粒子を加熱架橋する工程とからなり、
前記吐出する工程で形成されたゼラチン水溶液液滴を、前記引き上げる工程で前記吐出口から離脱させることを特徴とするゼラチン粒子の製造方法。
【請求項２】
前記吐出する工程が、ディスペンサーのバルブに収容されたゼラチン水溶液を、エアー圧により、前記吐出口から疎水性溶媒中に吐出する工程であり、ゼラチン粒子の粒径を、エアー圧、ピストン・ニードルの移動量、吐出時間、またはノズル吐出口径により調整することができる請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項３】
前記吐出する工程において、疎水性溶媒中に前記吐出口が０．２ｍｍ〜３ｍｍ漬かっていることを特徴とする請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項４】
前記吐出する工程において、ノズルの上下動の振幅が、１〜５ｍｍであり、上下動の回数が１分当たり１０００回以下である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項５】
前記疎水性溶媒を攪拌することを特徴とする請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項６】
前記吐出する工程において、ゼラチン水溶液を前記吐出口から疎水性溶媒中へ吐出させるときの圧力が０．００１ＭＰａ以上である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項７】
ゼラチン水溶液の濃度が２重量％〜２０重量％の範囲である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項８】
前記吐出する工程が、ゼラチン水溶液を調整する容器と、前記容器からゼラチン水溶液をディスペンサーのバルブへ輸送する配管と、ゼラチン水溶液を疎水性溶媒中に吐出するノズルを有するディスペンサーと、疎水性溶媒を収容する槽を用いて行われ、前記各装置はゼラチン水溶液の温度を維持するための保温が可能である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項９】
疎水性溶媒が、動物油、植物油、鉱物油、シリコン油、脂肪酸、脂肪酸エステル、有機溶媒からなる群から選ばれる少なくとも１種類である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１０】
脱水溶媒並びに洗浄溶媒が、アセトン、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノール、トルエン、酢酸エチル、ヘキサン、ハロゲン系有機溶媒からなる群から選ばれる少なくとも１種類若しくは２種類以上である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１１】
ゼラチン粒子の洗浄方法が、篩過、遠心分離からなる群から選ばれる少なくとも１手段である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１２】
脱水したゼラチン粒子の乾燥方法が、通風乾燥、減圧乾燥、凍結乾燥からなる群から選ばれる少なくとも１手段である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１３】
前記加熱架橋工程において、加熱温度が８０℃〜２５０℃、加熱時間が０．５時間〜１２０時間である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１４】
ゼラチン粒子の形状が球形である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１５】
加熱架橋後のゼラチン粒子の粒径が２０００μｍ以下である請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１６】
前記吐出する工程において、ノズルの先端は２０℃以上に加温され、疎水性溶媒は０℃〜６０℃に温度調整可能であることを特徴とする請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【請求項１７】
前記吐出する工程と前記引き上げる工程とを交互に複数回繰り返すことにより複数個の前記ゼラチン水溶液液滴を製造する、請求項１記載のゼラチン粒子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図５】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−７７０６２（Ｐ２０１０−７７０６２Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４６４１７（Ｐ２００８−２４６４１７）
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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