(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の被架橋試薬のエアロゾルを第２の架橋試薬のエアロゾルと混合させて微粒子を形成する工程を含み、前記エアロゾル同士が衝突し密に混合するように、互いに対向するように配置された噴霧装置をそれぞれ用いて前記エアロゾルを形成する、微粒子製造方法。
【請求項２】
微粒子の形成が、前記被架橋試薬に関連するゾル−ゲル相の遷移によって起こる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記被架橋試薬はアルギン酸であり、前記架橋試薬は２価または３価の陽イオンを含んでいる請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
微粒子が製造される際に、活性剤が微粒子内に取り込まれる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
生成したエアロゾルが活性剤と試薬の組合せを含む液滴を含むように、前記活性剤は、前記被架橋試薬または前記架橋試薬を有する溶液で提供されるか、または前記被架橋試薬または前記架橋試薬の溶液中に活性剤の粒子の懸濁液として提供される請求項４に記載の方法。
【請求項６】
微粒子を活性剤溶液にさらして微粒子が形成された後で、活性剤が微粒子内に取り込まれる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記活性剤は、プロバイオティクス、微生物、ウイルス、油、薬剤、酵素、ビタミン、薬用化粧品、染料、インク、農業活性剤から成る群から選ばれる請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記方法にしたがって製造された微粒子を前記被架橋試薬でコーティングする工程と、
微粒子をより厚くコーティングまたは多層化するために、コーティングされた微粒子をさらに架橋試薬に接触させる工程をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記混合する工程が、反応チャンバ内で行われる請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法は、前記反応チャンバから微粒子を抽出する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法は、任意の試薬から前記抽出された微粒子を分離する工程を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法は、遠心分離機、除濁装置、またはろ過装置の少なくとも１つを使用して抽出された微粒子を分離する工程を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法によって製造された微粒子。
【請求項１４】
反応装置は、被架橋試薬のエアロゾルを反応チャンバ内に導入する第１の噴霧装置および架橋試薬のエアロゾルを反応チャンバ内に導入する第２の噴霧装置を有する反応チャンバを有し、前記第1の噴霧装置と前記第２の噴霧装置が、前記エアロゾル同士が衝突し密に混合するように、互いに対向するように配置されている請求項１に記載の方法を実行するのに適した反応装置。
【請求項１５】
活性剤を供給するための請求項１の方法により製造された微粒子の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的な微粒子および微粒子を製造する分野に関する。例えば、本発明は微粒子を生成する装置および方法に関し、また、この装置および方法によって製造される微粒子に関する。
【０００２】
また、本発明は、活性成分を有する微粒子に関し、このような微粒子を生成し、活性成分を運搬および供給する方法としての微粒子の使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
マイクロカプセル化とは、物質のあらゆる状態（固体、液体、気体）における微粒子又は液滴を薄膜、コーティング、液状・ゲル状のマトリクスで取り囲んで処理することである。結果として得られた封入ミニカプセルは、総称して微粒子と呼ばれるマイクロカプセルまたはマイクロスフェアとして知られている。この微粒子は形が典型的な球状をしていて、連続壁で取り囲まれた、または固体又はゲルマトリクスに封入された、活性物質またはコア物質を含んでいる。カプセルに包まれた活性物質は、コア、内相、フィル、ペイロード、中核部のようなものが知られており、ここで、カプセル化する物質は、殻、コーティング、膜、壁材のようなものが知られている。マイクロカプセルは、数マイクロメートル〜数ミリメートルの範囲でサイズを変化させることができる。典型的に、平均粒径は、直径５〜３００マイクロメートルの範囲内にある。ほとんどのマイクロカプセルは、数マイクロメートル〜数ミリメートルの直径を有している。
【０００４】
マイクロカプセル化の目的は、物質（活性物質）を細かく分けられた状態で提供することにある。また、物質の外的環境（例えば、熱、湿気、酸、空気、光）への暴露を抑えることによって、物質の分解を防ぐことであって、要求に応じて特定の条件下における制御速度で、物質を放出することを目的としている。また、活性剤の最適な使用法を制御することによって、製造者コストを効果的に下げるのにも役立つ。さらに、カプセル化することによって、揮発性化合物、過敏性化合物、反応性化合物を安定化した成分に変えることができる。それゆえに、マイクロカプセル化は、それ自体が付加価値のある技術であるだけでなく、非常に多くの特徴をもつ成分を生成することのできる技術である。さらに、活性剤の特性を遮蔽すること、均一な分散を提供することもマイクロカプセル化の顕著な特長である。
【０００５】
親水コロイド微粒子は、例えば、乳化法又は滴下法で作られる。乳化法の欠点の一つは、微粒子に残っている残留有機溶剤であり、もう一つの滴下法は、一定比率で増加すると続く適用にも適合しなくなるということが明らかである。アルギン酸粒子のような親水コロイド粒子の大規模な生成方法が、明確に開示されている。しかしながら、微粒子内に残る残留有機溶剤問題は常に懸案事項である。空気噴霧の技術は、ＢＣＧ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  Ｃａｌｍｅｔｔｅ  Ｇｕｅｒｉｎ）のアルギン酸ポリリジンのマイクロカプセルを製造するために研究が続けられている。この方法はバッチ処理に基づき、アルギン酸ナトリウムを塩化カルシウム槽に噴霧するもので、このときマイクロゲルが塩化カルシウムから分離される。
【０００６】
有効成分のマイクロカプセル化には、様々な技術が存在する。この技術によってもたらされる利点もあるが、欠点もある。
【０００７】
例えば、噴霧乾燥では、カプセル化される物質は、キャリア物質（加工でんぷん、マルトデキストリン、ガム等のようなもの）に完全に溶解される。このとき、この溶液は噴霧乾燥機に送り込まれ、ノズル／回転ホイールで噴霧される。乾燥機からでる暖かい空気は水を蒸発させ、乾燥機の底部で粒子が回収される。効率的な処理の間、生じた壁材が水に溶解可能になるように水の供給量のほとんどを使用してしまうので、この方法では、使用可能なコーティング材料の選択が制限される。熱もまた、乾燥して水分の減少する間、活性物質の酸化および／または分解の原因となり得る。粒子表面へのコア物質の付着も、酸化リスクを増大する。噴霧乾燥されたカプセルは水溶性であり、それ故に、カプセルの完全性は再水和反応中に失われ得る。
【０００８】
押出技術は、炭水化物マトリクス中で揮発性物質や不安定な特性のために使われる。この方法では、結晶化構造を非晶質構造に変化させるように、炭水化物、ショ糖混合物、マルトデキストリンが供給され、熱で溶解し、押出し機でせん断される。砂糖やでんぷん加水分解物のような炭水化物は、主として、カプセル化するマトリクスとして使われる。カプセルの材料（活性剤）は、押出機の金型の近くにある押出機の冷却側の別の開口部から加えられる。コア物質は炭水化物マトリクス中で溶解し、そして、コア物質に成形できる一連の金型で押し出す。コーティング物質が液体と接触してカプセル封入させられるとき、コーティング物質が硬化する。この技術は、酸化反応に対して優れた安定性をもたらすことができ、アシドフィルス菌のような熱に反応しやすい物質をカプセル化することができる。しかしながら、押出手法は、知覚的使用を制限する大きい粒径のもの（５００〜１０００μｍ）を製造するのが典型的である。さらに、この方法は、実行するのが高価で精巧で、複雑である。押出した微小体には粘性と凝集も確認され、ペイロードの濃度は低くすることができる。
【０００９】
共結晶化では、ショ糖がコア物質のコーティングと封入のためのマトリクスとして用いられる。初めに、ショ糖シロップは結晶化を避けるために、高温（約１２０度）かつ低湿度（Ｂｒｉｘ９５〜９７度）で飽和状態に濃縮される。このとき、激しく攪拌されて活性物質が濃縮シロップに追加される。温度が連続して上昇するので、ショ糖シロップは形質変換及び結晶化の始まる温度に達し、熱が放出される。カプセル化した物質は放電され乾燥される。このやり方では、通常、活性物質の負荷が非常に低く、この処理は熱に過敏な物質をカプセル化するのに用いることはできない。
【００１０】
ゲルカプセル化は、ゲルマトリクス（普通はアルギン酸）での活性材料のカプセル化を含んでいる。コア物質が懸濁又は溶解されたポリマーの架橋によって、ゲルが形成される。押出、乳化、空気噴霧、静電噴霧、ジェット分解、回転盤噴霧の含まれる様々な技術によって、また、マイクロノズルアレーを用いて、微粒子が形成される。しかしながら、以下に述べるような実践上の問題をなくしてこれらの技術は考えられない。
【００１１】
押出成形は、大きいサイズの微粒子のみ製造する傾向にある非連続処理であり、スケールアップするのには問題がある。
【００１２】
乳化処理では、生成されたゲル粒子は添加された油分を有していて、油分の除去またはゲル粒子の水相からの油分の分離が必要になる。この処理は面倒で難しく、時間を消費する。この処理も連続してできない。
【００１３】
空気噴霧では、コーティング物質(例えば、アルギン酸ナトリウム)が、シリンジポンプを通じて空気噴霧装置の中へ噴射され、試薬槽（例えば、塩化カルシウム）の中へ噴霧される。２価のカルシウムイオンはアルギン酸ナトリウムの液滴を架橋し、マイクロゲル粒子を形成する。カルシウム槽の界面に制限があるために、たくさんの数のビーズを形成することができないので、拡大化するのが問題となる。これは非連続法であって、ビーズを分離するのは困難である。
【００１４】
静電噴霧（エレクトロニクスプレー又は電気流体力学的噴霧（ＥＨＤＡ））では、静電気力が液体の荷電表面に働いている微細な液滴に帯電された液体を分散させる。コーティング物質はマイクロシリンジポンプを用いてノズル電極に供給され、接地電極に対して、ノズルに直流高圧がかけられる。液滴は含水塩化カルシウムへと滴下される。これは非連続法であって拡大する可能性は少なく、複雑な操作になる傾向もある。
【００１５】
ジェット分解法は、さらに、振動ノズル技術とジェットカッター技術の二つの方法に分けられる。振動ノズル法では、懸濁液は小さい穴から押し出される。液体ジェットの重畳振動、および、粒子を形成するために凝固されることによって、同じサイズの液滴に分けられる。ビーズは直径の範囲が０．１〜０．３ｍｍの球形状に作られる。これは、ビーズが次々に形成されるようなビーズの小規模製造のためだけに用いられる非連続法である。
【００１６】
ジェットカッター方法では、流体の懸濁液がノズルを通じてジェット形状に高速で噴射される。ノズルジェットは、カッティングワイヤーを回転させることで小片に切り出される。このカッティングワイヤーは、架橋試薬槽の中でゲル化した液滴を同じサイズになるように、一定の間隔で切り出す。振動ノズル方法と比較したとき、製造速度を最大で５分の１まで増やすことができ、製造速度は常により高いことが好ましい。
【００１７】
スピニングディスク噴霧法は、主にバイオテクノロジー及び医療の分野で使われてきた。この技術によれば、単一ディスクを用いたときのグラム／分単位からマルチディスクシステムを用いたときのトン／日単位までの生産容量が可能となる。この方法では、アルギン酸溶液は、蠕動｛ぜんどう｝ポンプを介して様々な流速でディスク上に運ばれる。所望する大きさのアルギン酸液滴がＣａＣｌ２槽に集められる。これは非連続法になる傾向がある。
【００１８】
マイクロノズルアレーの使用法には、ＭＮ（マイクロノズル）アレーを通じて、オイル（大豆油）の流れの上流側にコーティング溶液（例；アルギン酸）を、別のＭＮアレーからオイルの下流側へ架橋試薬（ＣａＣｌ２）を、供給することが含まれる。アルギン酸とＣａＣｌ２液滴は互いにオイル中で衝突し、反応して、その結果ゲル粒子を形成する。これは複合的な方法になる傾向があり、スケールアップの可能性が制限される。
【００１９】
ボルテックスボウルディスクアトマイザシステム（Ｖｏｒｔｅｘ−Ｂｏｗｌ  Ｄｉｓｋ  Ａｔｏｍｉｚｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ）では、ディスク上の中心にある分配器を通じて、回転するディスク上にコーティング物質が供給される。ボルテックスボウル（ｖｏｒｔｅｘ  ｂｏｗｌ）はシャフトの頂部に取り付けられる。ゲル化溶液（ＣａＣｌ２）は、ディスクの底面でボウルの中央に供給される。ディスクは全て回転している。遠心力で、ボウルの内側に沿って壁が作られる。ディスクから放出したアルギン酸は壁にぶつかって、ゲル粒子が形成されＣａＣｌ２のタンクから回収される。しかしながら、この処理は操作するのが困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明はマイクロゲルをカプセル化するための、様々な技術に関連する欠点を克服する技術を提供しようとするものである。したがって、本発明は、連続的に操作されることができ、安価で操作の容易な処理を提供しようとするものである。本発明はまた、小さな微粒子（たとえば５０μｍ未満）を製造することができ、微粒子自体を微粒子製造の拡大に役立てるという処理を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
したがって、本発明の一実施形態によれば、第１の被架橋試薬のエアロゾルを第２の架橋試薬のエアロゾルと混合する工程を含み、前記エアロゾル同士が衝突し密に混合するように、互いに対向するように配置された噴霧装置をそれぞれ用いて前記エアロゾルを形成する、微粒子製造方法を提供する。
【００２２】
本発明によれば、相互反応性試薬を有するエアロゾルを互いに接触させることによって（反応させることによって）、有利な微粒子を製造することができる。
【００２３】
本発明の他の実施形態によれば、本発明の方法を実行するのに適した反応装置を提供する。この反応装置は、被架橋試薬を有するエアロゾルを反応チャンバ内に導入するための第１アトマイザと、架橋試薬を有するエアロゾルを反応チャンバ内に導入するための第２アトマイザとを有する。
【００２４】
各アトマイザによって作られたエアロゾルが互いに作用する原因となりことによって、使われた被架橋試薬と架橋試薬との間の接触（反応）を促進させるために、第１および第２アトマイザは反応チャンバ内に配置される。
【００２５】
本発明にかかる微粒子は、反応チャンバの本体中にあってエアロゾルが互いに接触するとき、実際に形成される。この微粒子の形成は、他の何らかの試薬と前駆体粒子との接触が条件とはならない。この点について本発明は、従来の前駆体粒子を形成する技術とは明確に区別される。これは、所望の微粒子を形成するために、前駆体粒子との反応のための追加反応物質を含む槽／タンクの中に前駆体粒子が運ばれて形成されるというものである。
【００２６】
本発明の微粒子製造方法は、また、活性物質（活性剤）を包含する微粒子を製造するのに適用される。以下で述べられるように、活性剤は微粒子がつくられる間に微粒子の中に組み込まれる。代わりに、もしくは追加的に、活性剤は微粒子が生成された後に微粒子内に組み込まれ得る。
【００２７】
さらなる見解によれば、本発明は本発明の方法にしたがって生成された微粒子を提供する。
【００２８】
本発明の別の見解は以下の発明の詳細な説明によって明らかとなる。
【００２９】
本発明の中心を成すのは、反応成分のエアロゾルを、微粒子を生成するに至るエアロゾルを接触して、生成することである。二つの試薬が接触するとき、一方のエアロゾルには被架橋試薬が含まれ、他方のエアロゾルには被架橋試薬が架橋するのに効果的な試薬が含まれる。これは本質ではないけれども、エアロゾルの接触が起こる一般的な条件の下で、典型的に架橋が起き、試薬を混合した後の周囲の条件の変化が、架橋を開始する手段となる。密着および分離した微粒子を形成するために、一般的な条件の下で、反応の速度が速くなるのに適した反応物質が選択される。しかしながら、高い温度及び／または圧力が採用されることもある。前記したように、本発明の方法論では、何らかの追加試薬を取り込むよりむしろ、エアロゾルが互いに接触するとき微粒子が形成される。したがって、本発明によれば、粒子を追加の試薬槽に入れる必要はない。本発明で採用された方法は、以下に述べるような数多くの関連する利点を有する。
【００３０】
・試薬の暴露に対して厳重な管理を行うことによって、制御可能で均一の収率が得られる。（各エアロゾル中の試薬濃度が一定に保たれていると仮定したとき。）試薬の層／タンクに微粒子を浸漬すると、均一性がなくなって、製品汚染の原因となり得る。
・エアロゾルの液滴径を適当に制御して、小さい粒径（＜４０μｍ）での製造を含む微粒子の粒径の制御を可能にする。
・試薬によって、この方法が室温で操作可能になる（補足として、温度上昇は試薬の粘度とゾル−ゲル遷移速度を支配するために使用される）。
・（有機）キャリアの流れによって想定される汚濁を防止する。
【００３１】
一般的な用語で、エアロゾル中に含まれる試薬は、被架橋試薬及び架橋試薬と呼ばれる。このとき、「架橋」（およびこの語の変形）という語は一般的に二つ以上の原子の重合鎖間の化学結合をいう。一般的に、被架橋試薬は分子である。典型的には、架橋され得る部分または群を含む、繰り返し単位を包含している重合体（ポリマー）である。架橋とは、より大きい分子の上部構造を形成するネットワークに分子同士を結びつける。架橋には、イオン結合、供与結合、錯体形成、配位結合、共有結合などがあって、水素結合相互作用も含まれる。それゆえに、イオン被架橋ポリマーとは、通常、微粒子を形成するためにイオン架橋試薬と反応することによって架橋を形成することのできる重合体分子のことである。イオン被架橋試薬は、一つ以上のイオン性グループを有している。「イオン性グループ」という語は、部分または全部がイオン化することのできる化学的な部分に言及している。
【００３２】
被架橋試薬としては、基本高分子電解質（ポリベース）、基本アイオノマー、酸性高分子電解質（ポリアシッド）、酸性アイオノマーなどがある。いくつかの実施例では、被架橋試薬が一つ以上のアニオン性モノマーまたはポリカチオンから選択される。ここで、「ポリカチオン」という語、または「カチオン性ポリマー」のような関連語は、正に帯電されたマクロ分子の重合体化合物に言及している。いくつかの実施例では、被架橋試薬が一つ以上のアニオン性ポリマーまたはポリアニオンから選択される。
【００３３】
最適な被架橋ポリマーは、親水コロイドを含むハイドロゲルの類から選択される。親水コロイドには、一般に多くの水酸基を有している親水性ポリマー、植物ポリマー、動物ポリマー、微生物ポリマー、合成起源があり、高分子電解質があり得る。イオン被架橋のない親水コロイドは、イオン被架橋ポリマーと併せて使われる。
【００３４】
本発明で用いられるポリマー（重合体）には、ポリビニルアルコール、アルギン酸、カラギーン、ペクチン、カルボキシメチルセルロース、ヒアルロン酸塩、ヘパリン、硫酸ヘパリン、キトサン、カルボキシメチルキトサン、寒天、アラビアゴム、プルラン、ジェラン、キサンタン、トラガカント、カルボキシメチルでんぷん、カルボキシメチルデキストラン、硫酸コンドロイチンを含むコンドロイチン、デルマタン、カチオングア、イナゴマメ、コンニャク、ガティガム、キシログルカン、カラヤゴム、カチオンでんぷん、及びこれらの塩及びエステルからなる群から選択されるポリマーが含まれるが、単体のポリマー又はポリマー混合物に制限されない。
【００３５】
アニオン性ポリマーの例としては、アルギン酸、ペクチン、カルボキシメチルセルロース、ヒアルロン酸塩の単体または混合物が含まれる。カチオン性ポリマーの例としては、キトサン、カチオングア、カチオンでんぷんが含まれる。
【００３６】
本発明の微粒子が生成されるイオン被架橋ポリマーは、カルボキシル基、硫酸基、リン酸基、スルホンアミド基、ホスホンアミド基、ヒドロキシル基、アミン基の官能基を有することができる。
【００３７】
本発明の好ましい実施形態としては、微粒子はゾル−ゲル相の遷移によって形成され、本実施形態で使用される試薬は、それに応じて理解される。したがって、被架橋試薬に伴うゾルゲル相の遷移によって、本発明の方法にしたがい、微粒子を形成させる適切な組合せから、被架橋試薬と架橋試薬が選択される。これは、他の因子が微粒子の使用目的を含む試薬の選択に影響するというものである。例えば、微粒子が食用や飼料用の目的とされるならば、生理学的に受け入れられるべきである。活性剤を有する試薬の小型可能性と、微粒子中に活性剤が存在するときの活性剤の放出特性も、また、考慮されるべきである。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態としては、被架橋試薬としてアルギン酸の使用に関連する（制限されない）目的として図示された。特に、アルギン酸は本発明にかかる方法で使用するのが好ましい。なぜなら、アルギン酸は生理学的に受け入れられ、適した陽イオンに結合した後で熱的に安定したゲルを形成するからである。アルギン酸のイオンのゲル化は、任意のイオンに結合する能力と、それに対する親和力に基づいている。アルギン酸は、Ｃａ２＋，Ｓｒ２＋，Ｚｎ２＋，Ｃｏ２＋，Ｂａ２＋のように二価の陽イオンを有する強度があって安定的なゲルを形成する。Ｆｅ３＋，Ａｌ３＋のような三価の陽イオンも、ゲル化する。一価の陽イオンではゲル化しない。
【００３９】
本発明におけるアルギン酸ゲルの使用において、これらのゲルが所望する活性剤の放出特性を見せるので、有益である。例えば、アルギン酸ゲルは、膨張、分解しないで収縮するように、低いｐＨ条件で安定性を見せる。したがって、活性放出も低い。一方、アルギン酸ゲルは急速に膨張し、弱アルカリ性の条件の下、溶解及び／または分解する。この特徴は、アルギン酸ゲルが人間の腸（おおよそｐＨ６．７）に対する運び薬（ｄｅｌｉｖｅｒ  ｄｒｕｇｓ）として、効果的に使用することを可能にする。また、アルギン酸ゲルは粘膜接着性があり、長い期間にわたって腸粘膜にくっつく傾向がある。
【００４０】
アルギン酸ゲルの形成に多くの因子が影響し、これら因子は、本発明を実行するときに考慮される必要がある。一つの因子は、グルコン酸塩（Ｇ）残基の長さに対するマンヌロン酸塩（Ｍ）残基の長さの比率である。Ｍ／Ｇ比は重要な因子であり、少なくともＣａ２＋架橋に関連がある。Ｍ／Ｇ比が減少すると、効果的に架橋するために、Ｃａ２＋イオン濃度への要求が増大する。グルコン酸塩（Ｇ）の含有量が高いアルギン酸から形成されたゲルも、より堅く、よりもろく、より浸透しやすい傾向があり、長期にわたって強度や完全性を維持する。このようなゲルは、架橋によって過剰に膨張しない。マンヌロン酸塩（Ｍ）の含有量が高いアルギン酸は、より柔らかく、より浸透しにくく、高い収縮性を伴う弾力性のあるゲルを形成する傾向がある。このようなゲルはより膨張し、より容易に溶解し、Ｇの含有量の高いアルギン酸ゲルよりサイズが大きくなる。Ｇの含有量の高いアルギン酸の濃度が増加するにつれ、ゲル強度も増加する。
【００４１】
架橋試薬としてＣａＣｌ２を用いることに関連して、ＣａＣｌ２濃度約０．０２Ｍまでは、ゲル強度もともに増加する。それ以上の濃度については、基本的にゲル強度は一定に保たれる。
【００４２】
アルギン酸の使用に関係する利点の一つは、ゲルの熱的使用が温度（水の沸点以上の温度）に依存せず、安定しているという点にある。しかし、ゲルの触媒は一般的な温度を必要に応じて調整することによって修正され得る。
【００４３】
これらの因子やその他の因子は、ゲル構成やゲル特性に対して所望の成果を達成するために、操作することができる。この種の因子はまた、他の種類の被架橋試薬及び架橋試薬の利用を考慮するために必要となる。
【００４４】
アルギン酸は本発明の実施については好ましいけれども、被架橋試薬及び架橋試薬の他の組合せは、キトサン＋トリポリリン酸，カルボキシメチルセルロース＋Ａｌ３＋，ｋ−カラギーナン＋Ｋ＋，ｋ−カラギーナン＋ＮＨ４，ペクチン＋Ｃａ２＋，ゲランガム＋Ｃａ２＋，ポリホスファーゼン＋Ｃａ２＋を含むものが用いられ得る。
【００４５】
本発明で用いられる反応チャンバは、それぞれの試薬のエアロゾルを形成するためのアトマイザを少なくとも２つ備えている。典型的には、アトマイザは円筒状のチャンバ内で互いに向かいあって配置される（エアロゾルの封じ込め及び微粒子製造物のため）。このアトマイザの配置が、二つのエアロゾルを混合することを暗示し、衝突を達成することを目的としている。一般的に各アトマイザは同じ一般構造を持つだろうが、これは必須ではない。各アトマイザは典型的に約２０度の角度のスプレーを設ける。
【００４６】
ここで使われる「アトマイザ」という語は、試薬のエアロゾル（霧）を供給するのに使われるあらゆる装置を示すものであることを意味する。噴霧化処理は、液体を微細な霧又は霞に縮小するかのように、なにかを微細な粒子状に分離するものと理解される。架橋試薬のミストは分離チャンバ内で発生し、反応チャンバへ供給される。固体又は液体の噴霧化は、粒子を形成／流動化するのに使用される空気／媒体に懸濁される小さい粒子の集合で提供される。典型的に、この空気／媒体は、気体または気体の混合である。この気体としては、大気またはヘリウム，アルゴン，窒素ガスのような不活性ガスが用いられ得る。それゆえに、本発明に照らして、エアロゾルは気体内で固体及び／または液体粒子が懸濁液であるとみなされ得る。
【００４７】
エアロゾルを形成するのに使われる試薬は、両方液体形状であることが望ましい。これはエアロゾル液滴のサイズの調整と実行を容易にするためである。一つ又は両方の試薬は液体で存在するか、または、適切な溶液に可溶化であることが必要となる。所望するエアロゾル形状の効果を達成するために、試薬溶液の粘性を変更することが必要となる。
【００４８】
エアロゾルはさまざまな技術とアトマイザによって生成される。本発明で用いられるアトマイザは、遠心分離機、触媒、圧力、音響エネルギーに依るものを含む。これらのアトマイザには空圧式及び超音波式アトマイザが含まれることが望ましい。当業者は、適切な液滴の粒径，密度，分布を有する所望するエアロゾル生成物を得るための装置の操作や構造に精通している。これら、又は他の因子は微粒子の生成に影響を与えやすい。したがって、所望の特性を有する微粒子を生じさせるエアロゾルを生成するために様々な処理パラメータを駆使することが必要である。
【００４９】
本発明に基づく微粒子内に活性剤を取り込む方法は無数にある。まず、微粒子を製造する際に、活性剤を微粒子内に取り込む。この場合、生成されたエアロゾルが活性剤と試薬の化合物を有しているため、活性剤は被架橋試薬との溶液で与えられるか、または被架橋試薬の溶液中に活性剤の粒子の懸濁液として与えられる。被架橋試薬及び活性剤がエマルジョン形態で提供されるのも可能となる。ここで、両者は混合されない。エアロゾルの形成される直前にエマルジョンが形成されるなら、また、ゲル化反応が被架橋試薬中の活性剤の分解を維持するために適当に速さであるなら、必須でないかもしれないが、エマルジョンの安定性を維持するために適当な界面活性剤が必要となる。その逆の場合も同様である。追加的に、または代替として、生成されたエアロゾルが活性剤と試薬の組み合わせを含む液滴を有しているため、架橋試薬を含む溶液に活性剤を供給するか、または架橋試薬の溶液中の活性剤の粒子の懸濁液として活性剤を供給する。架橋試薬及び活性剤がエマルジョン形態で提供されるのも可能となる。ここで、両者は混合されない。
【００５０】
他の実施形態では、微粒子が形成された後で活性剤を微粒子内に取り込む。この場合には、微粒子構造を透過する活性剤の分子とともに微粒子が活性剤の溶液中にさらされる（入れられる）。この活性剤は、親水性、疎水性、不溶性の粒子型があり得る。
【００５１】
全ての場合において、活性剤の濃度は、必要に応じて微粒子径、必要な用量管理、及び／または、形成されたままの微粒子中の活性剤の放出特性を含む、様々な因子に基づいて調整される。
【００５２】
微粒子からの活性の放出は、拡散機構を介して、移動する活性剤の分子とともに、微粒子の透過性ゲル膜を通じて行われる。この処理は、微粒子のゲル層の間隙の大きさに大いに依存する。アルギン酸ゲルの場合では、アルギン酸（マトリクス）の相対濃度の増加が、活性剤の拡散速度を減少させる。既に述べたように、Ｇ残余物をたくさん有するアルギン酸ゲルは、間隙がより多く、拡散を促進させる傾向がある。ゲルのコーティング厚は、放出速度にも影響する。環境条件もまた放出速度に影響する。微粒子の暴露された局所ｐＨは、ここでの影響が大きいかもしれない。
【００５３】
追加的に、または代替として、活性剤の放出は微粒子を作り出すゲルの侵食、溶解、及び／または分解の結果としても起こり得る。例えば、Ｃａ２＋のようなカチオン浸出がこの効果を起こさせる。
【００５４】
活性剤は、様々な種類の従来から微粒子カプセル化形態で摂取や必要に応じた他用途のために提供される機能性基質から選択される。活性剤には以下のものが含まれる：
アシドフィルス菌，植物性乳酸菌，家畜飼料添加物などのプロバイオティクス；
微生物有機物；
ウイルス；
魚油（ｆｉｓｈ  ｏｉｌ）（例えばオメガ３）などのオイル；
イブプロフェン、ゲンタマイシンなどの医薬品；
リゾチーム、インシュリンなどの酵素；
ビタミンＡ，Ｅ，Ｄ，Ｋ１，Ｂ１２，Ｂ９，Ｂ１，Ｂ６などのビタミン；
例えば芳香剤、脱臭剤、防虫剤のパーソナルケア製品などの薬用化粧品；
（印刷に使われる）インクおよび染料、殺虫剤，除草剤，殺菌剤などの農業用活性剤。
【００５５】
このような活性剤に関して、本手法では、制御された放出微粒子を製造するために、安価で拡張可能なマイクロカプセル化処理を提供する。マイクロカプセル化は、活性剤の味及び／又はにおいを隠すためにも使われ、さらに、活性剤が使いやすい便利な形態で提供されるためにも使われる。
【００５６】
形成された微粒子は、既知の技術及び装置を用いて分離され得る。これらの装置は遠心分離機，浄化器，膜ろ過器，圧ろ器を含んでいて、カプセル化された製造物，微粒子径，比重に依存している。活性剤が熱に敏感でなければ、水を除去するため、ゲルのシネレシスを起こすために熱を加える。ロバスト性（ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ）を提供するのに必要であれば、他のキャリア固体（マルトデオキシトリン、ショ糖など）の存在下または不存在下で、微粒子をドライスプレー、またはフリーズドライスプレーすることができる。
【００５７】
微粒子が組み込まれた活性剤と反応して生成されているとすれば、微粒子は使用状態にあって、必要に応じて、別の製造物に追加されている。例えば、活性剤がプロバイオティクスであるとき、ヨーグルトや果汁などの食料または飲料製品に微粒子を取り入れることができる。当然のことながら、微粒子は本質的にこのような使用に適していて、微粒子が使われる前に、微量の試薬が微粒子から洗浄される必要がある。例えば、ＣａＣｌ２がアルギン酸を得るために効果的に使われるとき、微粒子は使用されていないＣａＣｌ２を除去するために洗浄される必要がある。仮に微粒子が活性剤を含んでなければ、適量の活性剤に微粒子を含浸するように処理される。
【００５８】
本発明にしたがって製造された微粒子は、層を多重（マルチレイヤー）またはコーティングを厚くするために、被架橋試薬でコーティングし、さらに、架橋試薬と接触させる。コーティングされた微粒子のエアロゾルを形成する際に、微粒子を形成するために最初に使われたのと異なる方法を必要とするけれども、ここで述べられたような一般的な原理が同じく適用される。この処理は、微粒子の径と構造を成長させるために、例えば５０回まで繰り返される。続いて適用されるコーティング（ｃｏａｔｉｎｇ）剤は、最初の微粒子を形成するのに使われたものと同一または異なる被架橋試薬から形成される。コーティング剤はそれぞれ、活性剤を含まないもの、または、微粒子中にすでに組み込まれた活性剤から、（種類又は濃度の）同一または異なる活性剤を含む。したがって、この実施形態は、微粒子の設計、機能性、放出特性に対して非常に柔軟性を与える。
【００５９】
例として、アルギン酸ビーズ（負に帯電された微粒子）は、キトサン溶液内でアルギン酸ビーズを浸水させることによって、キトサン（正に帯電）で覆われる。キトサンはアルギン酸ビーズの表面に自然に凝集する。この場合、異なる性質を有する層が作られる。アルギン酸粒子にキトサン層を適用させるための実験手順は以下に記す通りである。１％のキトサン溶液を１％アセトン溶液で調整する。この溶液は、アルギン酸：キトサン比１０：０．０１〜１０：０．２であらかじめ作られたアルギン酸ビーズ懸濁液の中に流し込まれる。この比率は、粒子の大きさと所望する外側の層の厚さに基づいて変化され得る。コーティングすることでゲル粒子は堅固となることが認められる。より低い濃度比のキトサンがより高い濃度を有するキトサンよりソフトなゲル粒子を製造する。キトサンは架橋剤の（ＣａＣｌ２）溶液と混合され、それゆえに、架橋剤のミストはキトサンを含んでいる。得られたマイクロゲル粒子は、自然に、粘着性が少しあり、初期粒子の塊を得る。しかしながら、この集塊は単純に攪拌することで容易に壊される。
【発明の効果】
【００６０】
本発明は、ここに記載された発明の方法にしたがって、微粒子に活性剤を組み入れることによって、活性剤を送達（デリバリー）する方法を提供する。活性剤は消費（摂取）しやすいようにする、またはマイクロカプセル化が最終用途の活性剤を提供する便利な手段を単純に提供し得る。
【００６１】
本発明の好ましい実施例を添付の図面を用いて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、反応装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図２は、反応装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図３】図３は、反応装置の写真である。
【図４】図４は、図１に示した反応装置の頂部を表す写真である。
【図５】図５は、図１に示した反応装置の底部を表す写真である。
【図６】図６は、反応装置の側面を説明する図である。
【図７】図７は、アルギン酸供給溶液の気圧の変化の粒径に対する影響を示した図である。
【図８】図８は、ＣａＣｌ２供給溶液の気圧の変化の粒径に対する影響を示した図である。
【図９】図９は、アルギン酸供給溶液の濃度の変化の粒径に対する影響を示した図である。
【図１０】図１０は、ＣａＣｌ２供給溶液の濃度の変化の粒径に対する影響を示した図である。
【図１１ａ】図１１ａは、未分類の微粒子の分析画像を示す図である。
【図１１ｂ】図１１ｂは、未分類の微粒子の分析画像を示す図である。
【図１２】図１２は、ここで考察された実験結果を示す図である。
【図１３】図１３は、ここで考察された実験結果を示す図である。
【図１４】図１４は、ここで考察された実験結果を示す図である。
【図１５】図１５は、ここで考察された実験結果を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる微粒子の形態を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明にかかる微粒子の形態を示す図である。
【図１８】図１８は、ここで考察された実験結果を示す図である。
【図１９】図１９は、ここで考察された実験結果を示す図である。
【図２０】図２０は、ここで考察された実験結果を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明にかかる微粒子を描画した図である。
【図２２】図２２は、ここで考察された実験結果を示す図である。
【図２３】図２３は、ここで考察された実験結果を示す図である。
【図２４】図２４は、本発明にかかる微粒子の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
図面を参照して、本発明を様々な形で実行し得る実施形態を提供する。この記述は例示する目的でのみ与えられる。
【００６４】
図１を参照すると、反応装置（１０）は通常、次に記す４つの主な要素、アトマイザ(１２，１４)および反応チャンバ(１６)、圧力調整器（１８ａ，１８ｂ）、給水ポンプ（２０ａ，２０ｂ）を備えている。第１アトマイザ（１２）は、被架橋試薬の形になる第１の試薬(３４)のエアロゾル（４４）を生成するために用いられる。第２アトマイザ（１４）は、架橋試薬の形になる第２の試薬（３６）のエアロゾル（４６）を生成するために用いられる。
【００６５】
アトマイザ（１２）及び（１４）は、それぞれ、通常、試薬（３４）、（３６）の貯留槽を有していて、試薬（３４）、（３６）の貯留槽は、各試薬フィードライン（３８）、（４０）を介して一つ以上の噴霧ノズル（３０）に連結されている。供給ポンプ（２０ａ）、（２０ｂ）はそれぞれのフィードライン（３８）、（４０）に供給される。アトマイザ（１２）、（１４）には、通常、流体フィードライン（３２ａ）、（３２ｂ）を介して流体の流れを供給するための流体スプレー（４２ａ）、（４２ｂ）が含まれる。流体には試薬を霧状にしたものが用いられる。これについてのより詳しい説明は後述する。したがって、流体の形状は空気、窒素のようなものが適している。また、圧力レギュレータ（１８ａ）、（１８ｂ）は流体の流圧を調整するために提供される。
【００６６】
これを使用する際は、混合液がアトマイザ（１２）、（１４）に供給される前に、流体フィードライン（３２ａ）、（３２ｂ）を通じて流体供給元に流体の供給が促され、試薬フィードライン（３８）（４０）を介して供給された試薬と混合する。この処理の間の流体と試薬のそれぞれの比率は、コントロールバルブを使用して、流圧を変化させ、それによって、または、制御されるべきエアロゾルの試薬の濃度を配分することによって、変化され得る。
【００６７】
アトマイザは、反応チャンバ内で混合するエアロゾル（４４）、（４６）をそれぞれ生成する。一般的に、第１及び第２の試薬の液滴が接触することによって、エアロゾルの液滴が帯電される。これによって、架橋処理を開始させ、それによって微粒子を形成する。微粒子が形成するとき、微粒子は反応チャンバ（２４）の底部に滴下され、アパーチャ（５２）を介して除去される。矢印（４８）で示されたように、微粒子が回収チャンバ（５０）に集められるようにする。この点について、例えば、既に述べたように、フィルタリングなどによって、微粒子を未反応の試薬から分離できる。
【００６８】
各アトマイザ（１２）、（１４）は、多数または一配列のアトマイザを個々に構成する。例えば、図２を参照すると、第１の試薬は３つの分離アトマイザ（１２ａ〜ｃ）によって、反応チャンバ内に噴霧され、第２の試薬はさらに３つの分離アトマイザ（１４ａ〜ｃ）によって、反応チャンバ内に噴霧される。もう一つの方法として、例えば、第１の試薬にアトマイザを二つ用い、第２の試薬にアトマイザを一つ用いることもできる。アトマイザは、図１に示したように、反応チャンバの頂部（２２）と底部（２４）のように、相対する端部に配置することができる。さらに別の方法として、アトマイザは、図２に示すように、反応チャンバの側面（２６）、（２８）に沿って配置することができる。
【００６９】
アトマイザの数及び位置のその他の想定しうる変形は、当業者にとって周知であろう。したがって、例えば、第１の試薬のエアロゾルを生成するためのアトマイザ（１２）は、反応チャンバ（２６）の頂部に備えられるので、第１の試薬は重力の影響を受ける。一つ以上の第２のアトマイザ（１４）は、反応チャンバ（１０）の側部（２６）、（２８）に備えることができる。それによって、反応チャンバ（１０）の中間部分にエアロゾル（４６）の膜を形成する。これは、第１の試薬（４４）を第２の試薬エアロゾル（４６）を通じて落下させることによって、試薬の混合を発生させる。この例では、第２のエアロゾル（４６）の厚さをコントロールすることによって、第１の試薬が第２の試薬にさらされる期間を制御するのに用いられ、これによって架橋の過程をコントロールする。層の適切な厚さは用いる試薬に依るが、一般的に層は少なくとも１０ｍｍの厚さである。架橋試薬のエアロゾルは分離チャンバ内で生成され、反応チャンバに供給される。
【００７０】
上述したように、噴霧処理は、ノズル（３０）を使って行われる。ノズルは、密封チャンバから空気、窒素、アルゴンのような任意の媒体へと排出する際に、流体の流れの特性を調節するように設計された機械装置である。圧力エネルギーの存在下において、しばしば、ノズルの目的は浮遊媒体の運動エネルギーを増加するためにある。一般的にノズルは、様々な直径を有するパイプまたはチューブ形状であって、直接に、または、気体・液体の流れを修正して使用される。しかしながら、流体を低圧環境に注入することや回転するディスク上に試薬を滴下させることなどの、エアロゾルを生成するあらゆる好適な技術が用いられることが十分理解できる。
【００７１】
微粒子を形成するための第１及び第２試薬の反応が反応チャンバ（１６）内で起こる。噴霧の軌跡（例、スプレーの方向）、反応時間、処理される製造物の体積は、チャンバ（２６）の直径及び長さの影響を受ける。それゆえに、反応チャンバにはいろんな形と大きさを考慮できる。反応チャンバには細長い形、円筒状、ずんぐり型、長方形、六角形などがある。一つの実施形態による円筒状の反応チャンバは、図３で表示した画像で見てとれる。反応チャンバの内部の体積は増加したり、減少したりできるのが適当である。
【００７２】
求められれば、反応チャンバの内部温度は、冷却又は加熱手段を用いて、下げたり上げたりする。例えば、試薬を混合して、暴露される前に環境条件を制御するために用いられる。これによって、架橋の過程に影響を与える。これは、生じた微粒子が反応チャンバ（１０）から取り出される前に、確実に完全な架橋を行うのに有用である。
【００７３】
これとは別に、又は追加で、試薬を反応チャンバ内に投入する前に、試薬フィードライン（３８及び４０）は、試薬の温度を上げたり下げたりするための、加熱や冷却の影響を受ける。これは、また、エアロゾル（４４）、（４６）を形成する前に、試薬の粘度、表面張力、他の特性を変更するために使われる。結果として生じるエアロゾルを混合するのと同様、エアロゾルの形成に役立つ。
【００７４】
反応チャンバは密封され、反応チャンバの内圧は減少または増加されることが可能である。試薬（３４）、（３６）は、順序を問わず、連続又は同時に、反応チャンバ内に投入される。
【００７５】
図３に表示して示した実施形態によれば、用いられたアトマイザの種類は、散布剤として空気が使われた二つの流体ノズルを有する。液滴の径及び分布は、アトマイザの能力の制限内で気圧をコントロールすることによって、制御することができる。（ノズル式、回転式のような）他の種類のアトマイザを用いることも可能である。使用するアトマイザの種類に基づいて、反応チャンバ（２６）の設計を変更することができる。圧力調整器（１８ａ）、（１８ｂ）の使用を通じて、ノズルヘッドを通過する際の試薬の圧力を増加させたり、減少させたりできる。ノズルヘッドを通過する試薬の流速も、増加させたり、減少させたりできる。試薬の圧力を変化させる影響については、図７及び８に示したグラフで確認することができる。第１の試薬の圧力の変化の影響について、ここでは被架橋試薬を図７で確認することができ、第２の試薬の圧力の変化の影響について、ここでは架橋試薬を図８で確認することができる。
【００７６】
図１を参照すると、流体試薬（３４）及び（３６）は、それぞれの試薬流体ライン（３８）及び（４０）を通じて、個々の供給ポンプ（２０ａ）及び（２０ｂ）によってくみ上げられる。供給ポンプの種類は、例えば、蠕動ポンプがあり、単一のポンプまたはギア式のポンプなどがある。供給溶液（３４）及び（３６）内の試薬の濃度は変化されうる。被架橋試薬（アルギン酸）及び架橋試薬（ＣａＣｌ２）の濃度の変化による影響は、図９及び図１０のそれぞれの図の説明によって理解できる。
【００７７】
このような反応チャンバの使用は、単に例示目的であることは明らかであり、必ずしも必須ではない。しかしながら、架橋が行われる環境条件の下で、反応チャンバを利用することは、環境条件を制御するのに役立つ。また、反応チャンバを利用することは、試薬又は生成する微粒子のコンタミ（汚濁）を減らすのに役立ち、微粒子を回収するために収容しておくのに役立つ。
【００７８】
上述した例では、第１および第２の試薬のエアロゾルは、アトマイザを使って形成される。しかしながら、エアロゾルを形成するために、いかなる技術も用いられ得る。したがって、例えば、一つ又は両方の試薬がチャンバ内でミスト状に形成される。これは試薬を低圧環境へ投入するというような、どんな環境にも適するように行われ、これによって液滴形成を誘発する。
【００７９】
加えて、反応チャンバは、微粒子形成過程を追加で制御するのに用いられる。これは、例えば、混合や架橋の過程を助けるために、チャンバ内に異なる環境条件を提供することによって行われる。それゆえに、例えば、反応チャンバの第１部分の環境条件で試薬を混合する。エアロゾルが混合するとき、液滴が形成され、チャンバの第２部分に向けて落下する。チャンバ内の条件が加熱又は冷却を行うことによって変更され、架橋処理を開始または助けるのにチャンバが用いられる。
【００８０】
第２の試薬は、一般的に、微粒子を形成するために、ゲルに第１の試薬の要素を誘導するゲル化剤の溶液である。ゲル化剤は、無機塩溶液などを架橋する試薬である。一般的に、架橋試薬にはイオン可溶性の溶液が適している。第１の試薬を架橋するのに用いられる架橋イオンは、第１の試薬がアニオン架橋されるかまたはカチオン架橋されるのかに依存する、アニオンまたはカチオンである。生物と適当に相性の良い架橋イオンは、カルシウム、マグネシウム、バリウム、ストロンチウム、亜鉛、ホウ素、ベリリウム、アルミニウム、鉄、銅、コバルト、ニッケル、鉛、銀イオンまたはこれらの二つ以上の混合物を有する群から選択されるカチオンを含むが、これに限定されない。アニオンはカルボン酸塩、リン酸塩、硫酸塩、シュウ酸塩、重炭酸塩、炭酸塩イオンからなる群を含むが、これに制限されない。より広範には、アニオンは多塩基の有機酸または無機酸から抽出される。架橋カチオンではカルシウムイオンが好ましい。
【００８１】
アルギン酸塩は必要な処理がなされた海藻から得る。製薬産業および医薬産業において、アルギン酸は、制御放出技術に応用したり、創傷治癒塗布へアルギン酸を使用したりするのを継続して使用されている。アルギン酸ナトリウムも、結合剤および崩壊剤の錠剤として、懸濁化剤および濃化剤の水混和性のゲル、ローションおよびクリームとして、エマルジョンの安定剤として、広く使われる。アルギン酸の潜在用途は、制御送達系（デリバリーシステム）の発展にある。全身的作用を伴う経口薬を投与するアルギン酸の用途としては、主として、組み込み薬の放出が拡散機構によって制御されるアルギン酸微粒子が基本となっている。アルギン酸とカルシウムなどの多価カチオンの組合せは、機構的に安定して、イオン的に架橋されたマイクロカプセルを形成する。アルギン酸はマイクロカプセル化、免疫隔離、細胞の不動化させるために用いられる。
【００８２】
マイクロカプセル化は、食品や医薬品製剤の範囲においてマイクロカプセルの形で、香料、油、活性医薬品、ペプチド、プロバイオティクスを含むバイオティクス、酵素、乳たんぱく質及びたんぱく質濃縮物、オリゴ糖、アミノ酸、酵素、酸味料、色素、及び食品、甘味料などの構成要素および基質の宿主（ｈｏｓｔ）を送達するのに用いられる。マイクロカプセル化の処理は、様々なコロイド重合粒子などのマトリクス物質の中に、添加物を封入して用いられる工程について言及している。添加物は殻で覆われたコアを形成するか、またはポリマーマトリクスのいたるところに分散させる。例えば、マイクロカプセル化は、小さい粒子または分散に薄いコーティング剤を再生可能に適用し、それによってマイクロカプセルを形成する処理または技術について言及している。マイクロカプセル化は、持続放出製剤の調整薬に使われ、したがって、マイクロカプセルという語は、シェルまたはコーティング剤で覆われたコア物質又は活性剤を含んだ微粒子に言及しているのが一般的である。現在では、食品原料の調整薬に使われることが増加している。マイクロカプセルに封入される基質成分の百分率で定義されたカプセル化効率は、カプセル化される基質に依存して変化する。
【００８３】
カプセル化される基質は、架橋反応には参加しないが、この物質を反応チャンバ内に取り込むために設けられた追加のアトマイザを使って、エアロゾル形状で添加される（図示せず）。このような方法で、医薬品またはプロバイオティクス等の基質は、マイクロカプセルを形成するために微粒子内に取り込まれるか、カプセル化する。その他の基質は、生物的であろうと化学的であろうと、供給液（３４）、（３６）のうちの一つに、基質を溶解することによってカプセル化される。このように、基質は反応チャンバの中に被架橋試薬とともに導入され、架橋試薬と被架橋試薬を含むエアロゾル液滴がぶつかり、反応して微粒子中にカプセル化される。エアロゾルの流れは形成された微粒子よりも小さい液滴径を有しているのが一般的である。
【００８４】
結果として生じるマイクロカプセルは、例えば、生態接着性のマイクロカプセルで形成されても良く、治療薬剤または化粧品用薬剤などの活性剤薬剤を消化器官又は口腔へ持続放出させるものである。
【００８５】
本発明の実施形態を、限定していない実施例で以下に示す。
【実施例１】
【００８６】
アルギン酸ナトリウム溶液および塩化カルシウム溶液の調整
１〜３重量％濃度のアルギン酸ナトリウム溶液が純水内で調整された。ＣａＣｌ２と反応する前に、マイクロゲル粒子の形成を視覚で捉えるため、アルギン酸溶液にメチレンブルーを加えた。
【００８７】
ＣａＣｌ２溶液は１〜３重量％濃度で、純水内で調整された。アルギン酸ナトリウムの流速と流圧をランダムに変化させることによって、塩化カルシウム溶液はアルギン酸ナトリウムと反応させた。
【００８８】
噴霧とマイクロゲル回収
アルギン酸ナトリウム溶液は頂部ノズルから供給され、噴霧された。ここで、ＣａＣｌ２溶液は底部ノズルから噴霧された。この実験は、頂部ノズルのアルギン酸の流速を８，１６，２４ｍｌ／分で調整しながら、頂部ノズルを２０，５０，８０ｐｓｉの気圧にして行われた。底部ノズルのＣａＣｌ２の流速と噴霧気圧をそれぞれ１６ｍｌ／分、５０ｐｓｉで一定に保って行われた。
【００８９】
マイクロゲル粒子はチャンバの底部に集められた。（図３参照。）生成されたマイクロゲル粒子内にＣａＣｌ２が全く残っていないことを確認するために、溶液内のマイクロゲル粒子をろ過して、純水で３回洗浄した。
【００９０】
結果
１．ゲルの平均粒径におけるいくつかの処理パラメータの効果を、レーザー式粒径分析器（Ｍａｌｖｅｒｎ）を用いて分析した。結果は図７〜１０に示されている。この結果によれば、マイクロゲルの平均サイズが２０〜３０ミクロンの範囲にあり、噴霧する気圧及びアルギン酸濃度を調整することによって、サイズを変化させられるということが示された。塩化カルシウムの濃度が粒径に及ぼす影響は取るに足らなかった。
【００９１】
２．顕微鏡で粒子を観察した。サンプルの画像が図１１ａ及び１１ｂに示されている。画像と粒径分析器から、粒子が同じ大きさではないことが分かった。しかしながら、粒子を分類して、特定の用途に必要な範囲を選択したり、もしくは狭い粒径分布の噴霧器を選択することができる。
【００９２】
この新しい技術は小さいマイクロゲルを迅速に生成することができる。操作が容易である。上下に二つの同一のアトマイザを備える。噴霧器のノズルは、互いに向かい合って円筒形のチャンバ内に入っている。ノズルは、スプレー高さ１７．５ｃｍで、２０度のスプレー角度で製造される。コーティング剤およびゲル化剤がいっせいに噴霧され、その結果、小さいビーズが大量に生じる。
【００９３】
利点
親水コロイド及びその他の無毒性の重合微粒子は、例えば、活性食品のカプセル化、医薬材料のカプセル化と送達（デリバリー）などの製薬産業および食品産業における分野で用いられる。
【００９４】
実施例２〜５
アルギン酸ゲル微粒子を調整するための本発明の医薬品の潜在用途は、従来のマイクロカプセル化、小さい分子単位、マクロ分子のバイオ薬品、ワクチン製剤、遺伝子治療法および細胞のマイクロカプセル化を含む。決定的な技術的利点は、薬物化合物の有機溶剤誘発分解を防止する水性系の使用にあると同時に、健康問題、安全問題、「グリーンテクノロジー」に近づくのを踏まえた環境問題に取り組んだことである。本発明の幅広い適用を明確に示すために、アルギン酸ゲル微粒子の４種類の生物活性のマイクロカプセル化を目的とした実験について以下に詳しく述べる。特に、従来の薬剤も新しい治療高分子やバイオ医薬品もカプセル化するための可能性を説明するために、カプセル化の各要素を選択する。
【００９５】
４つの活性剤は、
１）従来の低分子重量（ＭＷ２０６．３Ｄａ）の親油性薬物―イブプロフェン
２）従来の低分子重量（ＭＷ６９４〜７２３Ｄａ）の親水性抗生剤―硫酸ゲンタマイシン
３）マクロ分子酵素―リゾチーム（ＭＷ１４．３ｋＤａ）
４）ポリペプチド―インシュリン（ＭＷ５．８ｋＤａ）
である。
【００９６】
材料
アルギン酸ナトリウム（ＧｒｉｎｄｓｔｅｄＲアルギン酸  ＦＤ１５５  ＤＡＮＩＳＣＯ）、塩化カルシウム（ＵＮＩＬＡＢ），リン酸カリウム緩衝剤、イブプロフェン、アセトン、ジクロロメタン（ＤＣＭ）はクイーンズ大学のＢＡＣＳストアで得られたものである。リゾチーム（１ｇ、卵白から、５０４００ｕｎｉｔ／ｍｇ，Ｓｉｇｍａ）、ＢＣＡ分析キット、ＱｕａｎｔｉＰｒｏＴＭ分析キット、Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ  Ｌｙｓｏｄｅｉｋｔｉｃｕｓ懸濁液、インシュリン、硫酸ゲンタマイシン、オフタルジアルデヒド（ＯＰＡ）は、オーストラリアのシグマアルドリッチ社から購入した。
【実施例２】
【００９７】
リゾチームのマイクロカプセル化
リゾチーム含有アルギン酸ゲル微粒子の調整
アルギン酸ナトリウムは、２重量％の濃度で攪拌しながら、室温で蒸留水に溶解した。最初に０．５重量／容量％溶液をつくるために、リゾチームを蒸留水（１５ｍｌ）に溶解した。そして、２００ｍｌのアルギン酸溶液に加えられ、ＩＫＡＲＵｌｔｒａ−ＴｕｒｒａｘＲＴ−１０ホモジナイザーをスピード設定２〜３にして用いて、分散させられた。室温で、本発明にかかる方法を用いて、０．５ＭのＣａＣｌ２溶液２００ｍｌのミスト中に共溶液を噴霧した。アルギン酸ナトリウムおよびＣａＣｌ２溶液は、離れた蠕動｛ぜんどう｝ポンプを通じて、上方と下方のスプレーノズルにそれぞれ、５０Ｐａの加圧力で操作され、１２ｍｌ／分の速さで押し出された。噴霧する時間は、くみ出しにかかる時間に依存していたが、通常は約４５〜６０分であった。ＣａＣｌ２溶液のミスト内で液滴として形成されたアルギン酸ビーズは、スプレーチャンバの底から集められ、Ｒｏｔｏｆｉｘ  ３１Ａ  Ｃｅｈｎｔｒｉｆｕｇｅを１０００ｒｐｍで３分間用い、蒸留水中の遠心分離によって３回洗浄された。
【００９８】
リゾチーム含有アルギン酸ゲル微粒子のリゾチームの測定
リゾチーム含有アルギン酸ゲル微粒子の酵素は、０．５ＭｐＨ８．５のクエン酸ナトリウム２ｍｌ中の凍結乾燥した微粒子の分解を受けて測定された。粒子懸濁は、室温（２５℃）で２４時間、粒子が分解されるまで培養された。リゾチーム濃度はＢＣＡ検査（Ｓｉｇｍａ）を用いて、クエン酸ナトリウム（濃度１２５，２００，２５０，４００μｇ／ｍｌ）中でリゾチームの一連の希釈液を用いて作られた検定曲線と比較して測定された。リゾチーム含有量は、乾燥粒子の重さ当たりの酵素の重さ（重量％）として表現された。
【００９９】
ＰＢＳ中のアルギン酸微粒子からのリゾチームの放出
リゾチーム含有アルギン酸ゲル微粒子の試料は、蒸留水中で再懸濁され、１ｍｌ試料（アルギン酸ゲルビーズの平均最終濃度１４．８５ｍｇ／ｍｌ）３つに分けられた。微粒子懸濁液は、１ｍｌのＰＢＳ（全２ｍｌの懸濁液）中にて３７℃で１０日以上培養された。放出媒体は、最初の２時間は２０分毎に、つぎの３時間は１時間毎に、それ以降は日に２，５，７と新しいＰＢＳによって完全に入れ替えられた。ゲル微粒子は、放出試験の間、沈殿物を発生させたが、放出媒体の回収前に、新しい媒体を追加した後で再懸濁された。放出媒体中におけるリゾチームの濃度は、ＢＣＡプロテイン分析（Ｓｉｇｍａ）をすることによって決まる。放出されるリゾチームの量は、クエン酸ナトリウム（濃度１２５，２００，２５０，４００μｇ／ｍｌ）中でリゾチームの一連の希釈液を用いて描かれた検定曲線を用いて計算され、時間（日）に対する累積放出量（％）として表された。
【０１００】
塩素中のアルギン酸微粒子からのリゾチーム放出
リゾチームを含んだアルギン酸微粒子の懸濁液（１ｍｌ）もまた、２時間以上３７℃のウォーターバスで、１ｍｌ塩酸（０．０５Ｍ）中に保たれる。２０分おきに塩酸は完全に放出され、新しい塩酸に置き換わる。塩酸放出媒体中のリゾチームの量は、ＢＣＡ分析を用いて分析され、時間に対する累積放出量（％）として表される。塩酸はリゾチームの分光学的定量法（ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃ  ａｓｓａｙ）において、ブランク溶液として用いられる。
【０１０１】
放出されたリゾチームの活量分析（ａｃｔｉｖｉｔｙ  ａｎａｌｙｓｉｓ）
ＰＢＳ中のアルギン酸ゲル微粒子から放出されたリゾチームの活量は、改良されたＭｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ  Ｌｙｓｏｄｅｉｋｔｉｃｕｓ分析（ＥＣ  ３．２．１．１７  Ｓｉｇｍａ）を用いて評価される。リゾチームの原液（２００〜４００Ｕ／ｍｌ）は、６６ｍＭリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ６．２４）に１ｍｌのニワトリ卵白から得たリゾチーム１０００Ｕを溶解してつくられ、検定曲線を描いて希釈液を調整する。Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ  Ｌｙｓｏｄｅｉｋｔｉｃｕｓ細胞懸濁液（０．０１５重量／容量％）は、基質機能する懸濁液として用いられる。リゾチーム放出媒体は、ＢＣＡ分析によって酵素濃度を決定し、活量のテストをする前に−２０度で回収され、貯蔵される。新しいリゾチーム溶液および３７℃で１０日間貯蔵されたリゾチーム溶液は、コントロールとして使われる。３７℃で３０分間おいたＭｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ  Ｌｙｓｏｄｅｉｋｔｉｃｕｓ細胞懸濁液と一緒にリゾチーム混合液（テスト及び検定試料）を培養した後、４５０ｎｍで吸光度を計測される。アルギン酸ゲル微粒子から放出されたリゾチームの活量は、同濃度の新しいリゾチーム溶液の活量と比較して、判断される。
【０１０２】
ＳＥＭを用いたリゾチーム含有アルギン酸微粒子の形態の調査
凍結乾燥されたアルギン酸微粒子の形態は、Ｐｈｉｌｉｐｓ  ＸＬ３０走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて検査された。試料をアルミニウム試料台の上にのせ、ＳＥＭで１０ｋＶの電圧で実験する前に、Ｅｉｋｏ−Ｓｐｕｔｔｅｒ塗布自動取り付けプレス機で白金をスパッタしてコートした。
【０１０３】
アルギン酸の粒径の測定
リゾチーム含有アルギン酸微粒子の粒径は、Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ２０００（Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）を用いたレーザー光散乱によって測定される。粒径は、平均直径（Ｄ４，３）を加重した体積として表現される。ｄ（０．１），ｄ（０．５），ｄ（０．９）の値も、粒子密度が１０，５０，９０％のそれぞれの粒径の範囲の最大値を提供して得られた。
【０１０４】
光学顕微鏡
アルギン酸ゲル微粒子は、カメラ（ＡＸＩＯＣａｍ  ＭＲｍ）の付属した光学顕微鏡（Ｚｅｉｓｓ製  ＡＸＩＯＳＣＯＰ４０）を用いて検査された。
【０１０５】
結果
リゾチーム含有アルギン酸微粒子の粒径（Ｄ値（４，３））は、レーザー光散乱により４４．４μｍで測定された。ｄ（０．１），ｄ（０．５），ｄ（０．９）の値はそれぞれ、１６．０，３７．９，７９．２μｍであった。乾燥ゲル微粒子を含有するリゾチームは３０〜３５重量％で計測された。アルギン酸ゲル微粒子中のおよそ６０％のリゾチームが、３７℃のＰＢＳ中に１日おくと放出され、３日で７５％、７日で８０％が放出された（図１２参照）。リゾチーム含有アルギン酸粒子を塩酸（０．０５Ｍ，ｐＨ１．２）中で２時間培養させたとき、放出媒体中にリゾチームは検出されない。ＰＢＳ中に１，３，１０日おいたアルギン酸ゲル微粒子から放出されたリゾチームは、９５〜１００％の活量を保持する（図１３参照）。
【０１０６】
考察
リゾチーム−アルギン酸の共溶液を調整したとき、アルギン酸ナトリウム溶液が白色に着色され、同時に粘度の増加が起きたことが観察された。特定の理論に縛られることを望むものではないが、この動きは、正に帯電されたリゾチーム分子と負に帯電されたアルギン酸分子間の静電相互作用で説明することができ、結果的に複合体を形成したものと考えられる。アルギン酸−リゾチームの共溶液の粘度増加は、不均一処理と微粒子特性の結果である。たとえば、一定条件下で噴霧するノズルに溶液を通すことによって、問題が生じるが、必要に応じて、共溶液中のアルギン酸（１〜２％）またはリゾチームの濃度を減少することによって解決され得る。
【０１０７】
高含有のリゾチーム（３０〜３５重量％）は、ここに記載した二重スプレー技術を用いて、アルギン酸ゲル微粒子を３０〜４０μｍで得ることができた。この動きは、おそらく、互いに逆電荷に帯電されたリゾチームとアルギン酸分子の間の静電相互作用と、溶液の物理鎖状のもつれの結果である。最初の２４時間に３７度のＰＢＳ中で、アルギン酸ゲル微粒子からのリゾチーム（６０％）の速い放出が観測された。さらに続く６日間に酵素の２０％が徐々に放出された。その一方、ＢＣＡ総合たんぱく質分析を利用して、擬似胃液中に２時間おいたが、リゾチームは検出されなかった。さらに、ＰＢＳ中でアルギン酸ゲル微粒子から放出された酵素は、９５〜１００％の活性を保持していた。この発見は、酵素やポリペプチドなどの生物活性の高分子は、経口投与の後に、胃液中における活性の損失や分解から保護され、小腸、大腸内で吸収するために、または治療効果をもたらすために運ばれる。
【実施例３】
【０１０８】
硫酸ゲンタマイシンのマイクロカプセル化
硫酸ゲンタマイシン含有アルギン酸微粒子の調整
共溶液を噴霧することによって、アルギン酸ゲル微粒子に硫酸ゲンタマイシン（ＧＳ）のカプセル化を実行するために行った全ての実験は、硫酸ゲンタマイシン溶液とアルギン酸の接触でゲル化してしまい、それが原因で失敗に終わった。したがって負荷されていないアルギン酸ゲル微粒子が、微粒子へと薬物を拡散させるために、ＧＳ溶液中で培養された。
【０１０９】
アルギン酸ナトリウムを２重量％の濃度で蒸留水に溶解した。前述したような本発明の方法を用いて、室温で０．５ＭのＣａＣｌ２溶液を２００ｍｌ、ミスト状に噴霧した。アルギン酸ゲル微粒子は回収され、蒸留水で３度洗浄された。余った蒸留水は、遠心分離（１０００ｒｐｍ、３分間）されて除去された。アルギン酸ゲル微粒子は、約３ｍｌの蒸留水中で再懸濁され、合計して全部で８ｍｌの懸濁液となった。そして、アルギン酸ゲル微粒子は、ゲル構造の全てにわたって薬物負荷を成し遂げるために、室温で４８時間、ＧＳ溶液（２０ｍｌの水中に４００ｍｇ）蒸留水に入れられた。微粒子は回収され、蒸留水中でやさしく洗浄され、続いて１０００ｒｐｍで３分間の遠心分離がされた。
【０１１０】
ＧＳ含有アルギン酸微粒子の測定
ｐＨ８．５の０．５Ｍクエン酸ナトリウム（２ｍｌ）で凍結乾燥された試料の分解の後でＧＳ含有アルギン酸ゲル微粒子を測定した。懸濁液は、粒子が壊れるまで室温で２４時間培養された。ＧＳの濃度は、チャンら（１）の方法にしたがってオフタルジアルデヒドで誘導体化した後、３３３ｎｍの吸光度でＵＶ分光器によって測定された。硫酸ゲンタマイシンの量は、クエン酸ナトリウム（濃度２４，４８，６０，９６μｇ／ｍｌ）中のＧＳの一連の希釈液を用いて作られた検定曲線と比較して測定され、アルギン酸の乾燥粒子の重さの重量％で表現された。
【０１１１】
ＰＢＳ中でアルギン酸微粒子から硫酸ゲンタマイシン放出
ＧＳ含有アルギン酸ゲルビーズは、８ｍｌの蒸留水中で再懸濁された。懸濁液（１ｍｌ、アルギン酸ゲルビーズの最終平均濃度４１．８ｍｇ／ｍｌ）は、１ｍｌＰＢＳ中、３７度で５時間以上培養された。放出媒体は、最初の２時間は２０分毎に、次の３時間は１時間毎に、完全に新しいＰＢＳに置き換えられた。ＰＢＳ放出媒体中のＧＳ濃度は、チャンら（１）の方法にしたがってオフタルジアルデヒドを用いた誘導体化の後、３３３ｎｍの吸光度を用いたＵＶ分光法によって測定された。硫酸ゲンタマイシンの量は、ＰＢＳ中のＧＳ希釈液（濃度２４，４８，６０，９６，１２０μｇ／ｍｌ）を用いて作成された検定曲線と比較して算出し、放出量（％）対時間（ｈｒ）の累積で表された。
【０１１２】
ＧＳ含有アルギン酸微粒子の形態及び粒径の特性評価
ＧＳ含有アルギン酸微粒子の形態及び粒径について、上述した方法にしたがって特性評価を行った。
【０１１３】
結果
ＧＳ含有アルギン酸微粒子の粒径（光学顕微鏡を用いて測定）は、蒸留水で懸濁されたとき１０〜２０μｍの範囲にあった。しかしながら、ＰＢＳ放出媒体中で、３７度で１時間培養した後に、粒径は約３０〜５０μｍに膨張し、さらに４時間後には７０〜１００μｍに膨張した。透明ゲルへの粒子の分解が５時間で起こった。この動きは、ＰＢＳ溶液中でアルギン酸マトリクスのＣａ２＋架橋を減少させるイオン交換処理とそれに伴ってゲル強度が下がることによって説明できる。
アルギン酸ゲル微粒子中の硫酸ゲンタマイシンの薬物負荷は３０〜３５重量％で測定された。
約９０〜９５重量％の硫酸ゲンタマイシンの荷重は、ＰＢＳ中に３７度で５時間浸漬されて、アルギン酸ゲル粒子から放出され（図１４）、外部媒体中へ薬物分子の拡散を促進するゲル構造の拡大によって説明され得る。
【０１１４】
考察
硫酸ゲンタマイシンを溶液状か粉末状かで、アルギン酸溶液へ添加するとすぐにゲルが形成する結果になった。（陽性に帯電した硫酸ゲンタマイシンの群と陰性のアルギン酸分子の間の相互作用のせいであると信じられている）したがって、負荷されないアルギン酸ゲルビーズは、２％のゲンタマイシン溶液中で４８時間、分子拡散で薬物負荷を得るために培養された。硫酸ゲンタマイシン溶液中でゲルビーズを培養した後、ビーズは、３０〜４０μｍのもとのビーズ直径と比較して、約１０〜２０μｍに収縮して見える。しかしながら、３７度のＰＢＳ中で４時間培養した後、ゲルビーズは７０〜１００μｍに著しく膨張した。この動きは、正に帯電された硫酸ゲンタマイシン分子が、Ｃａ２＋とＮａ＋の交換速度を加速したアルギン酸カルシウム複合体を不安定化することによって、説明できる。この迅速な放出動作は、創傷床へアルギン酸ビーズを局所塗布する、抗菌薬の局所送達（ローカルデリバリー）に有用である。
【実施例４】
【０１１５】
インシュリンのマイクロカプセル化
インシュリン含有アルギン酸ゲル微粒子の調整
アルギン酸ナトリウムを２重量％の濃度で、蒸留水中に溶解した。牛の膵臓（シグマ）に起因するインシュリン５０ｍｇを、最初に０．１Ｍ塩素（１０ｍｌ）に溶解し、その後０．１Ｍ水酸化ナトリウムでｐＨ７に調整した。インシュリン溶液を１００ｍｌのアルギン酸溶液に加え、均質化して分散させた。本発明を用いて、室温で、この溶液は０．５Ｍ塩化カルシウム溶液８０ｍｌの液滴で噴霧された。アルギン酸溶液及び塩化カルシウム溶液は１２ｍｌ／分の速度で、上方と下方のそれぞれのスプレーノズルから蠕動ポンプを通じて排出された。各スプレーノズルの圧力は５０Ｐａに設定された。スプレーチャンバの底部に集められたアルギン酸ゲルビーズは、回収されて、１０００ｒｐｍで３分間遠心分離によって蒸留水で３回洗浄された。
【０１１６】
インシュリン含有アルギン酸ゲル微粒子の計測
ｐＨ８．５の０．５Ｍクエン酸ナトリウム（２ｍｌ）で凍結乾燥された試料の分解の後で、インシュリン含有アルギン酸ゲル微粒子を測定した。懸濁液は、粒子が壊れるまで室温（２５度）で２４時間培養された。インシュリンの濃度は、ＢＣＡ分析を用いて上述したように測定された。インシュリン負荷は、インシュリンの重量に対する乾燥粒子の重量で（重量％）表現された。
【０１１７】
ＰＢＳ中のアルギン酸ゲル微粒子からのインシュリン放出
インシュリン含有アルギン酸ゲル微粒子は、２ｍｌの蒸留水中で再懸濁され、１ｍｌの懸濁液（１ｍｌ、アルギン酸ゲルビーズの最終平均濃度３８．９ｍｇ／ｍｌ）３つに分けられた。微粒子懸抱く液（１ｍｌ）は、２ｍｌのＰＢＳ中（全３ｍｌの懸濁液）で、３７度で１０日間培養された。放出媒体は、最初の２時間は２０分毎に、次の３時間は１時間毎に、続く２，５，７，１０日で完全に新しいＰＢＳに置き換えられた。試料中のインシュリン濃度は，ＱｕａｎｔｉＰｒｏＴＭＢＣＡ分析キット(シグマ)で測定された。インシュリン放出量は、ＰＢＳ（濃度５，１０，１５，２０，２５μｇ／ｍｌ）中のインシュリンの一連の希釈液を用いて作られた検定曲線と比較して測定され、累積放出量（％）対時間（日）で表現された。
【０１１８】
塩酸中のアルギン酸ゲル微粒子からインシュリンの放出
インシュリンを含んでいるアルギン酸微粒子の懸濁液は、３７度のウォーターバスで２時間、１ｍｌのＨＣｌ（０．０５Ｍ）中に保持された。２０分のインターバル後、ＨＣｌは完全に除去され、新しいＨＣｌに入れ替えられた。ＨＣｌ放出媒体中のインシュリンの量は、ＢＣＡ分析を用いて分析され、累積放出量（％）に対する時間で現された。ＨＣｌはブランク溶液として用いられた。
【０１１９】
インシュリン含有アルギン酸ゲル微粒子の形態及び粒径の特性評価
インシュリン含有アルギン酸微粒子の形態及び粒径について、上述した方法にしたがって特性評価を行った。
【０１２０】
結果
インシュリン含有アルギン酸ゲル微粒子の粒径は、光学顕微鏡を用いて、３０〜４０μｍの範囲で測定された。
アルギン酸ゲルビーズに含有したインシュリンは、２５〜３０重量％の範囲で計測された。
約１１％のインシュリン負荷は、３７度のＰＢＳ中に１日間浸漬して、アルギン酸ゲルビーズから放出される。３日及び１０日後に、それぞれ１９％及び３８％が放出された（図１５）。
重要なのは、インシュリン含有アルギン酸ビーズが塩酸（０．０５Ｍ／ｍｌ、ｐＨ１．２）中に２時間培養されたときには、放出媒体中にインシュリンは検出されなかった。
【０１２１】
考察
インシュリンは、本発明で用いられた、高負荷量（２５〜３０重量％）の５０μｍ未満の大きさのアルギン酸ゲル粒子中に、すぐに取り込まれる。インシュリンを含むアルギン酸ゲルビーズは、ＰＢＳ中に１０日間おいて、ゲル上の物質を形成して完全に分解された。理論に制限されるものではないが、この動きは、ＰＢＳ中のＮａ＋イオンが、アルギン酸−Ｃａ２＋の複合体の中で、時間とともにＣａ２＋架橋イオンに徐々に置き換わり、ゲル構造を分解させることによって、説明できる。微粒子のインシュリン容量の５０％未満が、インシュリン分子とアルギン酸との相互作用を示して１０日で放出される。
【０１２２】
インシュリン含有アルギン酸ゲル粒子を擬似胃液環境（ＨＣｌ、ｐＨ１．２）で２時間培養したとき、ＢＣＡ分析によって、放出溶媒中にインシュリンは検出されなかった。この発見は、インシュリンなどのポリペプチドが、経口投与の後で、胃液中における活性の損失や分解から保護され、小腸、大腸内で吸収するために、または治療効果をもたらすために運ばれるということを示唆する。
【実施例５】
【０１２３】
イブプロフェンのマイクロカプセル化
アルギン酸溶液中のイブプロフェン粒子の分散を利用したイブプロフェン含有アルギン酸微粒子の調整
アルギン酸ナトリウムは１重量％の濃度で蒸留水に溶解された。イブプロフェン（１ｇ）は当初、アセトン（１５ｍｌ）に溶解され、この溶液がアルギン酸ナトリウム２００ｍｌに添加され、均質化され、完全に分散させた。この溶液は、本発明を用いて、室温で０．５ＭＣａＣｌ２溶液１００ｍｌの懸濁液の液滴に噴霧された。アルギン酸もＣａＣｌ２溶液も、１２ｍｌ／分の速度で、上方及び下方のスプレーノズルからそれぞれ蠕動｛ぜんどう｝ポンプによって排出された。各スプレーノズルにかけられる圧力は５０Ｐａに設定された。アルギン酸ゲルビーズはスプレーチャンバの下方から回収され、蒸留水で３回洗浄され、続いて１０００ｒｐｍで３分間遠心分離された。
【０１２４】
マイクロカプセル化のためのイブプロフェンの粒径の縮小
「受け取った」イブプロフェン粉末の粒径は、本発明で製造されたアルギン酸ゲル微粒子で観測された１０〜５０μｍの範囲を上回る３０〜１００μｍの範囲で確認された。したがって、アルギン酸ゲルビーズで効果的にカプセル化するためには、イブプロフェン粉末のサイズを小さくする必要があった。最初の取り組みは、イブプロフェン粉末をアセトンに溶解させ、その後、マイクロカプセル化を行う前に、イブプロフェン溶液をアルギン酸溶液に分散させるというものであった。
【０１２５】
英国薬局方２００８によれば、イブプロフェンは水に部分的に不溶性だが、アセトン、メタノール、ジクロロメタン（ＤＣＭ）には溶けやすい。イブプロフェンはまた、アルカリ水酸化物及び炭酸塩の低濃度の溶液に溶解する。蒸留水、エタノール、メタノール、イソプロパノール、アセトンを含む溶媒は、イブプロフェンを溶解させるのに用いられ、製剤研究においてアセトンが選択された。最初に、アセトンの最小量にイブプロフェンを溶解する（混合する際、アルギン酸溶液の粘度が増加するのを防止するため）。イブプロフェン／アセトン用アルギン酸溶液に添加され、ＩＫＡＲＵｌｔｒａ−ＴｕｒｒａｘＲＴ−１０ホモジナイザーを用いて２〜３の設定速度で分散させられる。アルギン酸溶液にイブプロフェン／アセトン溶液を添加すると、イブプロフェンの再結晶化が起こる。結晶の粒径を光学顕微鏡で計測すると、約１０〜１５μｍであることを確認される。結晶は通常、立方体または長手方向に薄い形状を有する長方形の形状である。述べられたやり方で、カプセル化可能な範囲に、イブプロフェンの粒径をうまく小さくすることが可能となった。
【０１２６】
粒径が小さくなって分散されたイブプロフェン粉末とともにアルギン酸溶液が蠕動ポンプから１２ｍｌ／分の速度で上方のスプレーノズルから排出されるとき、高粘度のアルギン酸−アセトン−水溶液のゲル化が原因となって、しばらくするとノズルが遮られる。したがって、カプセル化は継続されない。この問題は、アルギン酸溶液の濃度を減らし、アルギン酸／イブプロフェン分散液を一晩攪拌することで、アセトンを蒸発させることによって解決される。
【０１２７】
界面活性剤を用いたアルギン酸溶液中のイブプロフェン分散の安定化
仮に、カプセル化がイブプロフェンの分散のあとすぐに起こらなかったら、イブプロフェン結晶の沈殿が結晶の凝集体を生じさせ、薬物のカプセル化の効率に影響が出る。この潜在的な問題を考慮し、アルギン酸溶液中のイブプロフェン分散には、ＰＶＰ４０（４重量／容量％）のような一般に使われる界面活性剤を添加剤として準備した。ＰＶＰ４０水溶液（１０ｍｌ、４重量／容量％）を準備し、イブプロフェン−アセトン溶液（１０ｍｌ、５重量／容量％）の攪拌中に、ＰＶＰ：アセトンの比率が５０：５０となるように加えた。ロータリーエバポレータを用いて、アセトン（８０％）を部分的に蒸発させた。イブプロフェンの再結晶化が起きる前に、ＰＶＰ／アセトン−イブプロフェン溶液がアルギン酸溶液に添加され、ＩＫＡＲＵｌｔｒａ−ＴｕｒｒａｘＲＴ−１０ホモジナイザーを用いて分散させた。この方法の目的は、カプセル化する間によく分散されたイブプロフェン結晶を保持するためにＰＶＰ界面活性剤を用いることであり、また、アルギン酸溶液中にあるアセトンを最少量にすることで、ゲル化に続いておこるスプレーノズルのつまりを  防ぐことである。
【０１２８】
ＰＢＳ中のアルギン酸ゲル微粒子からイブプロフェンの放出
イブプロフェン含有アルギン酸微粒子の試料は、蒸留水２ｍｌに再懸濁され、３つの１ｍｌ懸濁液に分けられる。懸濁液は２ｍｌＰＢＳ中に３７度で１０日間培養される。放出媒体は、最初の２時間では２０分毎に完全に新しいＰＢＳと入れ替わり、その後の３時間は１時間毎に、続いて、２，５，７，１０日毎となる。ＰＢＳ放出媒体中のイブプロフェン濃度はＨＩＴＡＣＨＩ  Ｕ−１８００分光器を用いてＵＶ吸光度２６４ｎｍで分析される。放出イブプロフェン量は検定曲線を用いて計算され、放出量（％）に対する時間（日）の累積で表される。
【０１２９】
ＰＢＳ中のイブプロフェンの可溶性には限界がある（３００μｇ／ｍｌ）。それゆえに、イブプロフェン原液をＰＢＳ（１Ｌ）中にイブプロフェン３００ｍｇを加えて調整する。検定曲線は、ＰＢＳ中のイブプロフェン希釈液（濃度１００，１５０，２００，２５０，３００μｇ／ｍｌ）を用いて作成された。
【０１３０】
結果
イブプロフェン粉末のサイズは、アセトンからの沈殿物によって、約３０〜４０μｍから約１０〜１５μｍに減少した。ＣａＣｌ２中にアルギン酸溶液中のイブプロフェンの分散を噴霧して製造された、イブプロフェン含有アルギン酸ゲル微粒子の粒径（光学顕微鏡）は４５〜５０μｍであった。
光学顕微鏡写真（図１６）の測定から推定されるイブプロフェン含有アルギン酸ゲル粒子は、１０〜１５容量％となることがわかった。
【０１３１】
非カプセル化イブプロフェンのアルギン酸ゲル微粒子からの分離
放出実験で、イブプロフェンの過剰量がアルギン酸ゲル微粒子と関連があることを明らかになったので、カプセル化していないイブプロフェンとマイクロカプセル化したイブプロフェンの間で違いが出てくることの実験を行った。光学顕微鏡写真でカプセル化されていないイブプロフェンを見ることができる。第１のやり方としては、カプセル化されていないイブプロフェンを溶解するためにアセトンで粒子を洗浄することが含まれる。しかしながら、粒子が浸透性なので、アセトンがビーズ内に入って、カプセル化されたイブプロフェンを溶解することもある。
【０１３２】
第２のやり方としては、カプセル化のあと、アセトンで一度洗浄して、余剰のアセトンを除去するために遠心分離した後で、ゲル微粒子を凍結乾燥することであった。乾燥した粒子は、放出の研究をする前に、ＰＢＳ中で再懸濁した。しかしながら、凍結乾燥したビーズを再水和した後（アセトンで処理した後）、ビーズがもとの水和状態の球形を維持していないことが（光学顕微鏡を用いて）観察された。アセトンを凍結乾燥したビーズへ添加したことが、この影響を引き起こしたと見られる。しかし、凍結乾燥したリゾチームカプセル化アルギン酸ゲルビーズは、再水和で粉々に断片化されたことも分かった。凍結乾燥する前に、−８０度で凍結することが、おそらく水分を膨張させるせいで、アルギン酸−カルシウム複合体を破壊させ、凍結乾燥の後で断片化してしまう結果となる（図１７）。それゆえに、カプセル化していないイブプロフェンを除去するために、アセトンを凍結乾燥したビーズに添加するステップは、カプセル化されたイブプロフェンを除去することになる。これは、凍結乾燥したアルギン酸ビーズをアセトンで洗浄した後、光学顕微鏡で、イブプロフェン結晶をほとんど観察することができなかったことで証明された。
【０１３３】
第３のやり方としては、水和したビーズから、カプセル化されてないイブプロフェンを取り除くことを含む、アルギン酸ゲル粒子に含有したイブプロフェンを評価することであった。ジクロロメタン（ＤＣＭ）は、水と混合しないので溶媒として使われた。分液漏斗を用いて除去された水の層の真下に分離層を形成した。アルギン酸ビーズは水和状態にあって球形を維持していた（光学顕微鏡で確認）。溶液がゲル粒子に混入するのを防止して、封入されたイブプロフェンが除去されるのを制限するようになる。これは、ジクロロメタンと水の非混和性から予想される。
【０１３４】
アルギン酸ゲル微粒子、またはタンパク質／薬物含有のアルギン酸微粒子のＳＥＭ観察により、凍結乾燥することは結果としてアルギン酸微粒子の分裂を起こすということが明らかになった（図１７Ａ〜１７Ｃ）。２０μｍのリゾチーム含有アルギン酸粒子の残留物は、図１７Ｄで見ることができる。水和状態のアルギン酸微粒子の形態を確認するのに、ＥＳＥＭまたは低温ＳＥＭが必要である。
【０１３５】
水酸化ナトリウム中のイブプロフェン溶液から薬物分散によるイブプロフェン含有アルギン酸微粒子の調整
これは、硫酸ゲンタマイシンをともなう荷重アルギン酸ゲル微粒子のための拡散法に基づくやり方である。上述したように、ブランクのアルギン酸ゲル微粒子を調整する。イブプロフェン（５００ｍｇ）を２０ｍｌのアセトンに溶解し、その溶液を蒸留水中で負荷されていない（ブランク）アルギン酸微粒子の懸濁液に添加する。このやり方は、イブプロフェン／アセトン溶液が水性粒子懸濁で接触して、自然にイブプロフェンが結晶化したせいで、成功しなかった。おそらくアセトンに接触して再水和したために、アルギン酸ゲル粒子の凝集も起こった。
【０１３６】
アルギン酸微粒子内のイブプロフェン負荷の測定
アルギン酸ナトリウムを２重量％の濃度で蒸留水に溶解し、上述したように、室温で、本発明を用いて、０．５ＭＣａＣｌ２溶液２００ｍｌ内に噴霧した。アルギン酸ゲルビーズは回収され、蒸留水で３回洗浄された。余った蒸留水は遠心分離で除去した（３分間、１０００ｒｐｍ）。アルギン酸ゲルビーズを約５ｍｌの蒸留水に再懸濁し、全量１０ｍｌの懸濁液にし、浸した。そしてゲル構造で薬物負荷を得るため、０．１ＭのＮａＯＨに１％のイブプロフェン溶液３０ｍｌに室温で一晩浸した。ビーズは回収され、その後蒸留水でやさしく洗浄され、その後１０００ｒｐｍで３分間遠心分離された。薬物負荷実験で用いられた試料は少なくとも１ヶ月間５度で保管された。
【０１３７】
ＰＢＳ中のアルギン酸微粒子からのイブプロフェンの放出
イブプロフェン含有アルギン酸ゲルビーズは、１５ｍｌの蒸留水で再懸濁され、３つの２ｍｌの懸濁液に分けられた。懸濁液は２ｍｌのＰＢＳに３７度で３日以上入れて培養された。放出媒体は、最初の６時間は１時間毎に完全に新しいＰＢＳに入れ替わり、その後の３日は１日毎に入れ替わった。ＰＢＳ放出媒体中のイブプロフェンの濃度を、ＵＶ分光器を用いて吸光度２６５ｎｍで測定する。イブプロフェンの放出量は、ＰＢＳ中のイブプロフェンの希釈液（濃度５０，１００，１５０，２００，３００μｇ／ｍｌ）を用いて作成された検定曲線と比較して算出され、放出量（％）に対する時間（時間）の累積で表された。
【０１３８】
イブプロフェン含有アルギン酸微粒子の形態及び粒径の特性評価
この形態及び粒径は、上述した方法にしたがって特性評価された。
【０１３９】
結果
イブプロフェン−水酸化ナトリウム溶液中に懸濁しているとき、イブプロフェン拡散して含有するアルギン酸微粒子の粒径は３０〜４０μｍの範囲内にあり、ＰＢＳ放出媒体中に３７度で１日目は約３０〜４０μｍに調整された。粒子は３日で壊れてしまった。
拡散して製造されたアルギン酸ゲル微粒子のイブプロフェン負荷は２５〜３０重量％で計測された。
アルギン酸ゲル粒子のイブプロフェン含有量のおよそ９０重量％がＰＢＳ中に６時間おくと放出され（図１８）、続く３日間で残余物が徐々に放出される。
【０１４０】
考察
４５〜５０μｍのサイズのイブプロフェン含有アルギン酸ゲル微粒子は、本発明を用いて、アルギン酸溶液中のイブプロフェン微粒子の分散をＣａＣｌ２中に噴霧することによって製造された。光学顕微鏡写真で計測して推定されるアルギン酸ゲル粒子のイブプロフェン負荷は、１０〜１５容量％となることが分かった。この方法は、効率的なカプセル化を確かなものにするために、分散される薬物粒子のサイズを注意深く調整する必要がある。現在のところ、薬物の負荷及び放出する動きの測定の信頼性を阻害するイブプロフェンのカプセル化及び非カプセル化の比率に関して、不確実性が存在する。
【０１４１】
含有量の高い（２５〜３０％）イブプロフェンを組み込んだ約３０〜４０μｍのアルギン酸ゲル粒子は、本発明により製造されたブランクゲル粒子の拡散負荷によって製造された。含有薬物（９０％）のほとんどが、ＰＢＳ中に６時間おくと、すばやく放出された。この動きは、ステロイド剤が胃を通過した後小腸へ送達されるのに有利である。
【０１４２】
結論
アルギン酸ゲル微粒子を製造するための本発明の二つの部分からなるスプレー技術は、従来の薬物（イブプロフェン、ステロイド、硫酸ゲンタマイシン、抗生物質）および高分子生物活性物質（リゾチーム、酵素、インシュリン）をカプセル化するのにうまく適用された。新たな及び既存の薬剤の生産する過程のさらなる研究に誘う、確かな基礎と基本知識が確立された。
【実施例６】
【０１４３】
魚油カプセル化
油含有アルギン酸マイクロカプセルは、非常に多くの魚油の微小球を含んでいるのが確認できた。この魚油には、アルギン酸ナトリウム液滴がＣａ２＋イオンと反応して、球状のマイクロカプセルに封入されている。魚の生臭さは新鮮な油含有マイクロカプセルからは感知されなかった。試しに、最初に食品に適応させてみたところ、油含有マイクロカプセルは、知覚特性の変化を観察するために食品に混ぜられた。少量（３ｇ）のマイクロカプセルが牛乳、オレンジジュース、マヨネーズ（３００ｍｌ）に添加された。食品全てで、生臭さは感知されなかった。マイクロカプセルの添加で食品の外見は影響されなかった。さらに、マイクロカプセルの添加は食品の味にも影響しなかった。これは、臭いと味がマイクロカプセル化によって覆い隠されたということを示している。
【０１４４】
スプレーエアロゾルシステムは、アルギン酸マイクロカプセルを迅速且つ容易に製造することができた。回収された油含有マイクロカプセルは、アルギン酸ナトリウムの三分の一（体積）を当初用いていた。３００ｍｌのアルギン酸ナトリウム溶液（２．５重量％）がカプセル化を行うチャンバ内に６０ｐｓｉ、１２ｍｌ／分で噴霧されたとき、この処理は３０分で終了した。理論上は、マイクロカプセルの製造の速度に関して限定的な因子のみが、アルギン酸ナトリウム溶液をノズル内に運ぶ速度になる。したがって、継続的な流れを採用していることと噴霧する時間を延長していることによって、より大きな規模での製造を達成できている。
【０１４５】
新しく製造された油含有マイクロカプセルの凝集傾向について観察した。静置及び緩やかな攪拌では凝集は減少しなかった。粒子の凝集や凝集は、空気噴霧によって製造されたアルギン酸マイクロカプセルには共通して起こっている。（Ｃｕｉら、２００１年）は、噴霧ノズルとカルシウム槽の間の距離が短すぎるとき、適正に噴霧がなされないために、アルギン酸マイクロカプセルの凝集が起こることについて報告した。他の研究者も、薬物含有アルギン酸マイクロカプセルにおいて凝集が起こると報告した。アルギン酸マイクロカプセルは、試料の９０％以下において、大きい粒径で凝集した。
【０１４６】
カプセル化が終わったあと、新しく形成されたアルギン酸マイクロカプセルは、残余のＣａ２＋を除去するために、蒸留水で洗浄された。マイクロカプセルは緩やかに遠心分離され（３０００ｒｐｍ、３分間）、続いて蒸留水で洗浄され保存された。
【０１４７】
粒径における魚油濃度の効果
アルギン酸マイクロカプセルの魚油濃度の増加は、粒径の著しい減少に関連している（図１９参照）。この結果は、他の研究者の得た結果と類似していない（Ｃｕｉら、２００１年）。界面活性剤の量が一定のエマルジョン内の油分内容の増加は、魚油を乳化するための界面活性剤の限定量が原因で、ＥＤＳの増加する原因となる。したがって、マイクロカプセルの大きさも、油滴のサイズの増加に対応して増加するであろう（Ｃｈａｎ，Ｌｉｍ，Ｈｅｎｇ、２０００年）ということが期待される。
【０１４８】
粒径の著しく高い変化は、２つの可能性のある理由を示唆する。魚油エマルジョンの存在がアルギン酸マイクロカプセルのマトリクス構造を妨げ、分離によって縮小したためである。油液が水分子に置き換わるとき、干渉する原因となるはずである。しかしながら、アルギン酸マイクロカプセルの粒径における、コア物質の影響に関する報告は、論文としては見つけられなかった。２番目の可能性は魚油濃度を増加するとき、アルギン酸ナトリウムの粘度が魚油エマルジョンの影響によって減少するということである。アルギン酸ナトリウムの粘度が減少するのはマイクロカプセルの粒径の小ささに関連する。
【０１４９】
散布能力テスト
油含有アルギン酸マイクロカプセルは、溶質の濃度のマイクロカプセルのサイズへの影響を観察するために、様々な濃度のショ糖溶液に保存された。アルギン酸マイクロカプセルにおけるイオン強度とｐＨの影響に関する研究は広く報告されている。しかしながら、溶質濃度の影響については、十分な研究がなされていない。
【０１５０】
我々の研究結果により、ショ糖の濃度が約１重量％のとき、アルギン酸マイクロカプセルの粒径が著しく大きくなるということが分かった（図２０）。しかしながら、ショ糖濃度をさらに増加しても、マイクロカプセルがそれ以上膨張する原因とならなかった（ｐ＝０．３４）。期待されたような観察とならなかった。ショ糖濃度が増加したとき、浸透圧の増加は、アルギン酸マイクロカプセルの縮小が原因であると期待された。浸透圧差が、アルギン酸マイクロカプセルの水分子を周囲に失わせる原因となった。
【０１５１】
二重カプセル化製品
油含有アルギン酸マイクロカプセルがマルトデキストリン（Ｄ＝１０）に噴霧乾燥された。結果として生じた、魚油液滴からなる粉末は、２層の親水コロイド−アルギン酸とマルトデキストリンと、１層の界面活性剤−ハイキャップによってカプセル化された。噴霧乾燥した粉末は自由流動性があり、マルトデキストリンに類似した色から成る（図２１）。アルギン酸カルシウムゲルを噴霧乾燥する研究は現在行われていない。二重カプセル化は一般的にワックス、植物性油、脂肪に噴霧コーティングしたマイクロカプセルで達成されている（Ｃｈｏ＆Ｐａｒｋ、２００２年，Ｏｎｗｕｌａｔａ，Ｋｏｎｓｔａｎｃｅ＆Ｈｏｌｓｉｎｇｅｒ、１９９８年）。２番目のカプセル化層は、水分摂取、ｐＨ変化、温度変化、化学反応を妨げるより良い障壁となっている。こうして、保管期間中の粉末の安定性を保持している（Ｃｈｏ＆Ｐａｒｋ、２００２年）。この研究でマルトデキストリンを使用することは、炭水化物が酸素を遮る素晴らしい特性を見せるように、酸化に対する追加の障壁として機能する（Ｔｈｉｅｓ、２００１年）。
【０１５２】
噴霧乾燥による二重カプセル化はまた、スプレーエアロゾル法によって形成された、油含有アルギン酸マイクロカプセルを乾燥する新しい方法である。噴霧乾燥された油含有アルギン酸マイクロカプセル測定された水分量を測定して比較した（表１）。噴霧乾燥されたマイクロカプセル測定された水分量は、１．７０±０．１０重量％から５．００±０．９０重量％の範囲内にあった。現在の研究者らによるアルギン酸マイクロカプセルの乾燥に用いられる方法には、オーブン、イソプロピルアルコール、流動空気カラムによる乾燥が含まれる（Ｃｈａｎ，Ｌｉｍ，Ｈｅｎｇ、２０００年）。これらの方法には非常に多くの限界が存在する。オーブンでの乾燥は堅くもろいアルギン酸微粒子となって凝結する原因となる。油のための溶媒なので、イソプロピルアルコールの使用は、アルギン酸微粒子から油分を浸出する原因となるだろう。この乾燥方法は、他の乾燥方法よりも乾燥時間が短いので有利である。一般的に、噴霧乾燥することによって揮発性油のカプセル化に関連する油の表面の問題も、殆どの湯滴がアルギン酸微粒子の内部で既にカプセル化されているという事例から最小化できる。
【０１５３】
【表１】
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【０１５４】
噴霧乾燥した粉末の再水和
水に水和されて噴霧乾燥された油含有アルギン酸マイクロカプセルの再構成について研究した。再水和されたエマルジョンの主な特性とカプセル化による生物活性は、再構成を容易にする（Ｖｅｇａ＆Ｒｏｏｓ、２００６年）。再水和された粒子が乾燥してない材料に似た状態に戻ることが重要である。魚油のような生物活性がカプセル化されたものにとって、噴霧乾燥された粉末の再構成はコア物質の特性は代替せず、コア内容物が乾燥前の状態から変化しないというのはきわめて重要なことである。
【０１５５】
噴霧乾燥されたマイクロカプセルは、約３０分後に完全に再水和される。これは、水で３０分間再水和した後、マイクロカプセルのサイズの分布に著しい変化がないということを示している（図２２）。水中での再構成過程が、湿潤，分散，溶解の４つのステップに分けられる（Ｖｅｇａ＆Ｒｏｏｓ、２００６年）。粒子の湿潤するのは、再構成の速度を制御するステップでしばしばみられる。湿潤では、毛細管力の影響下で、粒子表面で水を吸収するための粉末粒子の容量について記載されている。しかしながら、より小さい粒子が、再構築の最初の段階で、湿潤した表層を共有するために互いに凝集する（Ｏｒｔｅｇａ−Ｒｉｖａｓ、２００５年）。これは、小粒子の表面：質量比が大きいことが、湿潤するのを遅らせることによるものである。これで、最初の再構成した後の粒径の減少について説明し得る（再水和後０分および再水和後３０分）。
【０１５６】
我々の粉末試料では、粉末が完全に再水和するまでの比較的長い期間、いくつかの因子によるものだと考える。天然の粉末の表面には、遊離脂肪分の存在のように、湿潤性に制限があることがある（Ｏｒｔｅｇａ−Ｒｉｖａｓ、２００５年）。魚油は、噴霧乾燥する間、アルギン酸ナトリウムマイクロカプセル粉末の表面に堆積されていた。表面活性剤の存在は湿潤する役割を果す（Ｖｅｇａ＆Ｒｏｏｓ、２００６年）。吸湿性を有する成分は、良い湿潤特性を生じさせる。カプセル化の第２層として用いられた、マルトデキストリンの低いデキストローズ当量はより吸湿性が低い（Ｔｈｉｅｓ、２００１年）。
【０１５７】
我々の研究結果によれば、再構築された魚油含有アルギン酸マイクロカプセルが、最初の準乾燥状態として同じサイズの分布を保持できなかったということが分かった（図２３）。アルギン酸ナトリウム、ハイキャップ、魚油の異なる成分の粉末での全ての再構築実験で、この現象が見られた。
【０１５８】
本明細書及び請求項を通して、文脈上他の意味に解釈する場合を除き、「含む（備える）（ｃｏｍｐｒｉｓｅ，ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ，ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、決められた整数またはステップまたは整数群または一連のステップを含むものであるが、他の整数またはステップまたは整数群または一連のステップを除外するものではないと理解することができる。
【０１５９】
本明細書で参照した他の先行文献（またはそこから派生した情報）、その他知り得た事柄についての記載は、先行文献（またはそこから派生した情報）または既知の事柄の何らかの示唆、認識、承認であると受け取ってはならず、受け取るべきではなく、本明細書に関連のある利用する分野において、共通の一般知識を形成するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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