平成13年度〔2001〕№46
宮崎県工業技術センター・宮崎県食品開発センター研究報告

塩酸イリノテカン内封経口マイクロキャリア製剤の開発
米山敏夫＊１・中島忠夫＊２

Preparation of polymeric microcarrier containing irinotecanhydrochloride for use as oral medicine
Toshio YONEYAMA and Tadao NAKASHIMA
抗腫瘍医薬品である塩酸イリノテカンは現在静注製剤として上市されているが、副作用軽減と患者のQOLのため経口製剤化を試みた。
塩酸イリノテカンは強いアルカリ性雰囲気では加水分解が進行し不可逆変化をするが、酸性ないし弱いアルカリ性では分子内エステルであるラクトン環が開／閉環の平衡反応が起こるが、不可逆的な加水分解はそれほど進行せず、比較的安定に扱えることがわかった。腸溶性高分子を壁膜としたマイクロカプセルを液中乾燥法で調製したところ、その塩酸イリノテカンの再放出は外部のpHに依存し、酸性ではかなり遅かったが中性以上のpHで壁膜が急速に溶解し、腸管のpH条件で塩酸イリノテカンを放出できることがわ
かり、腸管放出型製剤の可能性を示した。
キーワード：塩酸イリノテカン、マイクロカプセル、液中乾燥法、腸溶剤
２

１ はじめに塩酸イリノテカン（以下CPT-11という）は効
果が大きい抗腫瘍活性を示す医薬品として注射剤
１）

実験方法

２−１

使用材料

CPT-11はヤクルト本社製の粉末形態のものをとして用いられているが 、治検の初期から重篤溶解して用いた。安定性を評価するpH標準液やな副作用を発現することも知られており、剤型を酸およびアルカリ溶液、さらに、W O Wエマル変更し薬物放出制御することにより副作用を軽減

ションの調製に用いる大豆油や界面活性剤等は市し、また患者のQOLに貢献できれば、その有用販品を特に精製せずに用いたが、市販品のPGCR性はさらに増すと考えられる。一方CPT-11水溶はアルカリ性を示すので、水あるいは塩酸水で洗液はpH７より高いpH領域で分子中のラクトン環浄して用いた。マイクロカプセル壁膜材料としてが開環し抗腫瘍効果が著しく低下することが知らはヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテー

れており、製剤化の工程や使用までに開環反応がトサクシネート３）（信越化学工業）を使用し、そ極力起こらないようにしなければならない２）。の溶媒として酢酸エチルを使用した。

今回、CPT-11を内封する経口投与型高分子マイクロキャリア医薬品の開発を試み、製剤時におけるCPT-11の劣化を防止するための水溶液中での反応性および安定性の評価、高分子マイクロキャリア調製の前駆体であるW O Wエマルションよりの漏洩性の評価、さらに高分子マイクロキャリアの調製とその再放出性に関する評価を行った。

表１

壁膜用ポリマー材料

ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートサクシネート３）
単位グルコース環当たりの置換度：
メチル＝1.9ヒドロキシプロピル＝0.25
アセチル＝0.55
サクシニル＝0.3＊１ 元客員研究員（平成14年３月まで）＊２ 工業技術センター所長
41

塩酸イリノテカン内封経口マイクロキャリア製剤の開発

２−２

製したマイクロカプセルからのCPT-11の再放出

CPT-11の安定性評価

CPT-11の安定性評価は、CPT-11の各種水溶液

は、マイクロカプセルを各pHの標準液に分散さを紫外・可視スペクトロホトメーター （Multi

せ、一定時間ごとにサンプリングおよび遠心濾過

Spec-1500 島津製作所）、蛍光スペクトロフルオ分離を行い、漏洩したCPT-11を高速液体クロマロホトメーター（RF-5000 島津製作所）、高速液トグラフィーで定量した。

体クロマトグラフィー（PU-980

日本分光）で成分の時間変化を追跡した。

３

CPT-11およびその反応生成物は350〜370nmに結果及び考察

３−１

CPT-11の反応性吸収があり、蛍光スペクトロフルオロホトメーター

CPT-11の水への溶解度はおよそ10mg mlと言の励起波長は365nm、蛍光発光波長は440nmで計われており５）、溶解度は小さいが、塩酸酸性水に測した。高速液体クロマトグラフィー評価は、カは比較的溶けやすく、逆に、pH4.01のフタル酸

ラムは日本分光製のCrestpac C18T-5、移動相と塩やpH9.18のほう酸塩などのpH標準液にはさらして0.075Nの酢酸アンモニウムを含んだ水とアに溶解しにくかった。

セトニトリルの２：１の混合物を用い、検出は蛍中性ないし酸性の蒸留水、塩酸水あるいはpH光検出器で、励起波長は365nm、蛍光発光波長は標準液に溶解させたCPT-11溶液の安定性は比較440nmで測定を行った。

的良く、数日程度では目立った分解反応は起こら２−３なかったが、中性近傍やアルカリ性ではUVスペマイクロキャリアの調製

大豆油を油相とするW O Wエマルションは大クトルにおいて明らかな等吸収点を持つ変化を示

豆油に対してCPT-11水溶液を加えてからホモジし、酸性溶液ではCPT-11分子のラクトン構造でナ イ ザ ー （Janke & Kunkel GmbH &Co. 製あるが、中性ないしアルカリ性溶液では加水分解

Ultra-Turrax T25）で10,000rpmで５分間攪拌しにより開環した構造になり、その平衡状態で存在てW Oエマルションを調製し、このW Oエマルするようである。この平衡はpHを変えることにションを外水相に、モーターで攪拌しながら入れよりかなり早く変化した。

るという機械的乳化法で行った。CPT-11を内封

高速液体クロマトグラフィーを用いて蒸留水にする高分子壁膜のマイクロカプセルは、米山らに溶解したpH5.35の水溶液における開環構造への４）より示されている方法に準拠し 、油相をポリマー変化は図１のようであり、その反応速度定数を評の有機溶媒溶液とするCPT-11水溶液を内封した

価したところ、CPT-11濃度88mg lの溶液での変W O Wエマルションを調製してから、油相の有化は、29℃で5.8×10−５ sec−１ であり、pHを上げ機溶媒を外水相経由で蒸発させる液中乾燥法によるとさらに早くなった。

り調製した。
２−４

マイクロキャリアの評価

さらにpH10程度以上の高いpHにすると溶液は次第に黄色を帯び、紫外・可視スペクトルによるマイクロキャリア調製時のCPT-11の漏洩量測
定は、外水相中のCPT-11を高速液体クロマトグラフィーで変化体も含めて各成分ごとに定量し、漏洩率は定量された合計量を内水相に仕込んだCPT-11の量で除して求めた。
調製したマイクロカプセルの形態は電界放射型走査電子顕微鏡 （FE-SEM、 日立製作所製 S800）で観察した。また、マイクロカプセルに内封されたCPT-11の量は、マイクロカプセルをpH10.01の炭酸塩pH標準液に溶解し、その溶液を高速液体クロマトグラフィーで測定した。さらに調42

図１

CPT-11の蒸留水中での変化

塩酸イリノテカン内封経口マイクロキャリア製剤の開発とCPT-11とは異なる物質へと変化していた。このの薬効がどうかは実際に試験を行わないとわかの物質はCPT-11の開環体から4-ピペリジノピペらないと考えられ、現実には平衡反応がかなり早リジノカルボニル部分が脱離したものと推定され、いため、たとえ開環体で吸収されても平衡により高速液体クロマトグラフィーの保持時間で評価し閉環体が生成し、薬効が回復する可能性もある。

たところ、CPT-11の代謝体であるSN-38のラクトン部の開環構造体と保持時間が同一であった。
また、pHを酸性側に変化させ、ラクトン構造にしたところ、これも標準物質であるSN-38と同一の保持時間を示した。
CPT-11を1 20N-NaOH水溶液に溶解させ、高速液体クロマトグラフィーを用いて評価したとこ
ろ図２のような変化であり、CPT-11 80mg l濃度でのpH12.6の溶液の4-ピペリジノピペリジノカルボニル部分の脱離反応の反応速度定数は29℃

図２において1.1×10−５sec−１であった。

CPT-11の水酸化ナトリウム水溶液中での変化

以上のことより、CPT-11は図３のように変化すると考えられる。
３−２CPT-11の取り扱い方法

CPT-11の安定性評価の結果、CPT-11が開環反応を起こさず、分解反応もしないpH範囲はおおよそ、pH2.5からpH5.5の範囲であることがわかり、図４に示すように、マイクロキャリア調製時はこの範囲にコントロールされるようにすれば良いことがわかった。
ただ、薬効は開環により低下すると言われているので、体内でのアルカリ性雰囲気で開環したも

図３

図４

マイクロキャリア調製時のpH管理範囲

CPT-11の反応
43

塩酸イリノテカン内封経口マイクロキャリア製剤の開発

３−３

W O WエマルションにおけるCPT-11

３−４−１

封入性

W OエマルションおよびW O W
エマルションよりの固体マイクロキャ

内水相は82mg l濃度のCPT-11の蒸留水溶液、リア形成性

油相は界面活性剤としてショ糖エル酸エステル

セルロース誘導体の酢酸エチル溶液を油相とす（ER-290）あるいはポリグリセリン縮合リシノレ

るW O Wエマルションより、液中のまま溶媒をン酸エステル （PGCR） をそれぞれ５wt％混合除去する液中乾燥法により固体マイクロキャリアした大豆油、外水相はpH3.5の塩酸水溶液とし、を調製するのに先立ち、使用する界面活性剤を選外水相の界面活性剤をポリオキシエチレン（60）択するために界面活性剤の選択試験を行った。

硬化ヒマシ油 （HCO-60） で0.5wt％用いて、 内酸性を示すCPT-11の水溶液をポリマーの酢酸水相／油相／外水相比1 2 10の条件でW O Wエエチル溶媒に安定に分散させる、油相に添加してマルションを調製し、内水相に封入したCPT-11

使用する界面活性剤として、グリセリン脂肪酸エの漏洩をHPLCで追跡した。

ステルやショ糖脂肪酸エステルなど、24種の界面外水相に漏洩したCPT-11およびその開環体を活性剤を試験し、CPT-11の酸性を示す水溶液がHPLCで定量したところ、 図５のように油相に比較的安定なW Oエマルションとなる最も好まPGCRを用いた場合には極めて短時間に漏洩が進しい界面活性剤として、ソルビタンモノオレエーみ、数分でほぼ平衡状態に至った。ところがER-トである、Span80を油相の界面活性剤として選290を界面活性剤として用いた場合は漏洩は遅い択した。

が徐々に進み、５時間ほどでおよそ50％の漏洩をさらにポリマーの酢酸エチル溶液を外水相に安示した。界面活性剤の選択によりエマルションで定に分散させ、良好な固体粒子を得るための、外の漏洩にかなり違いがあることがわかったが、液水相に使用する界面活性剤として、グリセリン脂相での漏洩はかなり大きい可能性が示唆された。

肪酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルあるいは、ショ糖脂肪酸エステルなどの、32種類の界面活性剤を試験し、固化後の外観の電子顕微鏡観察により、Tween20 （ポリオキシエチレン（20）ソルビタンモノアルレート）を外水相に添加する最も好ましい界面活性剤として選択した。
選択されたSpan80およびTween20の２つの界面活性剤を使用して、比較としてER-290およびPGCRを油相界面活性剤として使用したCPT-11
水溶液を内封した固体マイクロキャリアを溶媒を自然に蒸発させる液中乾燥法で調製したところ、

図５

W O WエマルションよりのCPT-11の漏洩

図６で示されるように、比較的なめらかな表面を持った平均球径20 mないし80 mの固体マイクロキャリアすなわちマイクロカプセルが調製できた。

３−４ 固体マイクロキャリア調製とそのCPT-11
封入性と漏洩性セルロース誘導体を壁膜とする固体マイクロキャ
リアを調製し、その形成性および内封したCPT11の漏洩を評価した。

44

比較として調製したER-290、PGCRを油相界面活性剤とするマイクロカプセルは球形であった。

塩酸イリノテカン内封経口マイクロキャリア製剤の開発

油相活性剤：Span80
水相活性剤：Tween20

油相活性剤：ER-290
水相活性剤：HCO-60

油相活性剤：ER-290
水相活性剤：なし

図６ CPT-11内封マイクロカプセル
表２固体マイクロキャリア調製時の漏洩と漏洩したCPT-11の構造

マイクロカプセル

油相界面活性剤

外水相界面活性剤

漏洩量（％）

CPT-11の構造

1ER-290

−35

ラクトン体
：99％
カルボキシレート体： 1％

2ER-290

HCO-6030

ラクトン体
：98％
カルボキシレート体： 2％

3

Span80Tween2020

ラクトン体
：99％
カルボキシレート体： 1％３−４−２

固体マイクロキャリア調製とCPT-３−４−３11封入性固体マイクロキャリアの再溶解性とCPT-11の再放出性塩酸でpH3.5にした蒸留水にCPT-11を溶解し固体マイクロキャリアを各種pH標準液に溶解内水相として固体マイクロキャリアを調製した。

し、マイクロキャリアの溶解性とマイクロキャリ固体マイクロキャリア調製時のCPT-11の外水相アからのCPT-11の再放出性を評価した。

への漏洩量を、壁膜が完全に固化した後に外水相固体マクロキャリアは酸性pH標準液ないし蒸中のCPT-11を定量して評価したところ、表２の留水には溶解しなかったが、pH6.86の中性リンようであり、固体膜になった場合、大豆油を油相酸塩pH標準液およびアルカリ性のpH標準液に30とする液体膜のエマルションより漏洩は少なかっ分程度で溶解し、空腸以降の小腸で溶解する可能た。さらに漏洩したCPT-11の構造を評価したと性を示した。ただ、pH6.86の中性リン酸塩pH標

ころ、ほとんどのものがラクトン構造であり、準液に溶解し蒸留水に溶解しないことは、この高pHを酸性にコントロールすることにより、生成分子の溶解に塩が関与している可能性を示唆してする固体マイクロキャリアの構造が管理できそういる。

であることがわかった。

各種pH水性液中でのCPT-11の再放出性を評価したところ、図７に示すように、酸性pH標準液45塩酸イリノテカン内封経口マイクロキャリア製剤の開発および蒸留水での放出はかなり遅く、アルカリ性基の脱離という別の反応が進行しCPT-11が体内pH標準液ではかなり早く放出が起こることがわ

で酵素により変化させられるのと同様の反応が進かり、このマイクロキャリアの所期の目的である、行した。反応状態が判ったことにより、CPT-11

胃や放出が起こらずに腸管で放出する、いわゆる内封マイクロキャリア調製時の取り扱い方法につ腸溶性製剤が得られたと考えられる。

いて方向が見いだせた。
さらにCPT-11を内水相に封入したW O Wエ
マルションでは、CPT-11の外水相への漏洩は界面活性剤による違いはあるがかなり早かったが、セルロース系ポリマーを壁膜としたマイクロカプセルでは漏洩がそれより抑えられ、且つ腸管で溶解し内部物質を放出するような、溶解制御が達成でき、マイクロキャリア製剤への可能性が出てきたと考えらる。
５参考文献

１）総合製品情報概要

カンプト注, 株式会社ヤクルト本社
図７

マイクロカプセルよりのCPT-11の漏洩

２）有森和彦, 医薬の門, vol40, 11（2000）
３）アルカリ可溶性セルロース誘導体技術資料

４ まとめ
塩酸イリノテカン（CPT-11）は分子内にラクトン構造があり、水溶液中では一部が開環しカルボキシレート型の構造になり、両者の平衡で存在した。また、さらに強いアルカリ性にすると置換46

信越化学工業株式会社
４）米山敏夫，中島忠夫，宮崎県工業技術センター
平成12年度研究報告，33（2000）
５）医薬品インタビューフォーム，株式会社ヤクルト本社，3（2001年３月）