患者に優しい製剤の開発― 口腔粘膜炎の発症予防を目的とした用時調製型含嗽剤の開発―
東京理科大学 薬学部 薬学科
はなわ

花輪

たけひさ

剛久

教授

患者に優しい製剤の開発｜ 口腔粘膜炎の発症予防を目的とした用時調整型含嗽剤の開発 ｜東京理科大学薬学部
花輪

剛久

１．目的
がん化学療法により誘発される口腔粘膜炎の予防・治療に、レバミピド (RB) 含嗽剤が院内製剤として調製されているが、RB は難水溶性であることから分散性が低く、また、製剤量が多いために利便性が低い。そこで、本研究では院内製剤の調製に汎用される錠剤粉砕機でRB 錠を粉砕（予備粉砕）した上で高分子を添加後、ボールミルにより混合粉砕する方法を考案し、得られた試料の物理化学的性質を検討し、患者自身や介護者が調製可能な用時調製型
含嗽剤の開発を試みた。
２．研究方法2-1. 卓上型錠剤粉砕機による錠剤粉砕物 (RB-T) の調製と評価
レバミピド錠を調剤の現場で使用する卓上型錠剤粉砕機により種々の時間で予備粉砕
し、RB 錠の粉砕物 ( RB-T) を調製した (Table 1)。得られた試料について、粉砕による RBの結晶性の変化、錠剤の添加物と RB との相互作用について粉末 X 線回折測定により評価した。また、RB-T の粒子径測定および分散性評価装置（タービスキャン）による分散安定性の評価を実施した [1]。
2-2. RB-T と水溶性高分子との混合粉砕による微細な粒子の調製と評価
RB-T に水溶性高分子である HPC-L または PVP-K30 を重量比 1 : 5 になるよう添加し、卓上型ボールミル (MM400, Retsch 社製 ) を用いて混合粉砕した（Scheme 1）。得られた試料の物理化学的性質を、PXRD、懸濁液中の粒子径、懸濁液の分散性などから評価した [1]。
2-3. レバミピド錠を卓上型ボールミルにより粉砕した試料の物性評価
卓上型ボールミルによりレバミピド錠のみもしくはレバミピド錠と粉末状の水溶性高分子をあらかじめ混合し、粉砕した場合の試料の結晶性変化、RB の分子状態の変化、懸濁液について分散性について Turbiscan により評価した [1]。

119

3. 結果3-1

粉末 X 線回折測定（PXRD）による結晶性の評価
Figure 1 (a) に RB-T30、RB-T60、RB-T180 の 粉 末 X 線 回 折パターンを示 す。RB-

T30、RB-T60、RB-T180 のいずれの試料も 2θ = 12.3、14.7、17.9、21.3˚ に RB 結晶特有の回 折ピークが 認 められた [56]。Figure 1 (b) に RB-T30 (GM )、RB-T60 (GM )、RBT180 (GM ) の回折パターンを示す。得られた試料の回折パターンは予備粉砕の時間の長短に関わらず、いずれもハローパターンを示した。
Figure 2 には、水溶性高分 子と混合 粉砕した試 料の回折パターンを示す。PVP の
回折パターンは、2θ＝ 11°付近にブロードなピークをもつハローパターンを示した。RBT30+PVP ( PM ) 、RB-T60+PVP ( PM ) 、RB-T180+PVP ( PM ) で は、2θ＝12.3、14.7、
17.9、22.3˚ に RB 特 有の 回 折ピークが 認 められ た。 一方、RB-T30+PVP(GM)、RBT60+PVP(GM)、RB-T180+PVP(GM) は、予備粉砕時間に関わらず、回折パターンはすべてハローパターンを示した（Figure 2, a）。HPC-L の回折パターンは、2θ＝ 9、20˚ 付近にブロードなピークをもつハローパターンを示した。RB-T30+HPC-L( PM )、RB-T60+HPCL ( PM )、RB-T180+HPC-L( PM ) では、2θ＝12.3、14.7、17.9、22.3˚ に RB 特有と思われるピー
クが認められた。一方、RB-T30+HPC-L(GM )、RB-T60+HPC-L (GM)、RB-T180+HPCL (GM ) は、予備粉砕時間に関わらず、回折パターンはすべてハローパターンを示した（Figure2, b）[1]。
3-2RB の粒子径に及ぼす粉砕の影響
Figure 3 に RB-T30 と RB-T180 の平均粒子径と多分散指数の関係を示した。RB-T30

および BR-T180と RB-T30(GM) および RB-T180 (GM ) を比較すると、第 2 段階の卓上型ボールミルによる粉砕により平均粒子径は小さくなり、多分散指数も低値となった。
水溶性高分子と混合粉砕した試料の場合も同様に微粒子化したが、水溶性高分子の種類によって粉砕前後の変化に違いが認められた。PVP を混合した試料では、GM は PM よりも平均粒子径が約 100 nm 以上低下し、多分散指数も低値を示した。
HPC-L を混合した試料では平均粒子径は RB-T30 では 100 nm 以上の変化があったが、RB-T180 では 100 nm 以上の変化は認められなかった。RB-T30 と RB-T180 のいずれの系においても平均粒子径と多分散指数間には正の相関が認められ、相関係数は、RB-T30
は R 2 ＝ 0.7978、RB-T180 は R 2 ＝ 0.8166 であった。いずれも、第 1 段階の予備粉砕の粉砕時間による影響は認められなかった [1]。
3-3. RB の溶解性に及ぼす粉砕の影響
試料の RB 濃度が 0.05 % になるように懸濁液を調製し溶解度を測定した。各試料と RB結晶の、溶解度と平均粒子径の関係を Figure 4 に示す。

120

Figure 4 から、RB 結晶（RB-crystal）の溶解度は 8.0μg/mL と低値を示した。本試料をボールミルにより粉砕した試料 [ RB-crystal ( GM )] の溶解度は 10.0 μg/mL であり、粉砕により粒子径は小さくすることはできたが、溶解度は改善しなかった。これと比較して RBT30 と RB-T180、ならびに RB-T30 ＋ HPCL と RB-T180；HPCL は、いずれも RB 結晶
より溶解度が高値を示した。
平均粒子径が最小値を示した試料は各粉砕時間において RB-T30 ＋ PVP(GM ) と RBT180 ＋ PVP(GM ) であり、332.1 nm と 302.2 nm であった。しかし、溶解度の最高値は、
RB-T30 ＋ HPC-L (GM ) と RB-T30 ＋ HPC-L (GM ) で、22.91μg/mL と 21.6μg/mL あった。
RB-T30 ＋ HPC-L (GM ) と RB-T30 ＋ HPC-L (GM ) の 平 均 粒子 径 は、404.7 nm と 418.6
nm であり、RB-T30 ＋ PVP(GM ) と RB-T180 ＋ PVP(GM ) の平均粒子径よりも大きかった。
試料中の最高値は RB-T30+HPC-L (GM ) であり、RB 結晶の溶解度 8.0 μg/mL の約 2.7倍であった [1]。
3-4. GM の分散性の評価
本研究は患者の利便性を考慮し、使用直前までは粉末状態で、使用時に懸濁して RB
含嗽液とする製剤開発を目指した。従って、患者が調製した際に高い分散性を示す分散質の調製が求められる。そこで、試料の分散安定性は溶液安定性評価装置（Turbiscan MA
2000）を用いて評価した。本実験系において測定の開始時には、各サンプルは全体的に乳白色を呈していた。サンプルを精製水に懸濁させ、透過光（上段、Transmission, T%）と後方散乱光（下段、Back Scattering, BS%）を測定した結果を Figure 5 及び 6 に示した。
Figure 5 は、RB-T180、RB-T180+PVP(PM)、RB-T180+HPC-L(PM) の 分 散 性 の 結果である。RB-T では経時的に上清の T 値が上昇し部分的に澄明となっていることが分かる。水溶性高分子を含む (b)、(c) は、(a) と比較して T 値と BS 値の共に上昇は少なかった。
特に BR-T180 ＋ HPC-L ( PM ) の増加率は少なかった。またすべての試料において、底部にBS 値のピークが認められた。
Figure 6 は、RB-T180 (GM )、RB-T180+PVP(GM )、RB-T180+HPC-L (GM )） の 分 散性の結果である。RB-T180 (GM ) は時間の経過と共にサンプル管全体で T 値および BS 値
が徐々に上昇した（Figure 6, a）。特に上層部のピークは最終的に 100% 付近まで到達した。RB-T180+PVP(GM ) は T 値と BS 値が共に 10 分後にはサンプル管全体で上昇したが、その状態から 24 時間後まで大きな変化は見られなかった（Figure 6, b）。RB-T180+HPCL(GM ) は、他の試料とは異なり、サンプル管上層部にて T 値のピークが見られたが BS 値
は全体としてゼロ起点からの上昇は抑制されていた（Figure 6, c）[1]。
４．考察
本研究では、実際に院内製剤として調製することを考慮し、第 1 段階として事前に錠剤粉砕機で予備粉砕した RB 錠の粉砕物を、第 2 段階として卓上型ボールミルを用いて HPC-L および

121

PVP と混合粉砕した [1]。
PXRD より、粉砕物の結晶性に及ぼす影響を評価した。RB-T は、いずれの試料においても第 1 段階の粉砕では、結晶性の低下は認められず、粉砕時間による違いは認められず、錠剤粉砕機による粉砕は試料中の RB の結晶性に影響しないと考えられた。
第 2 段階の粉砕ではすべての粉砕時間の試料の回折パターンがハローパターンを示し、卓上
ボールミルによる粉砕により、粉砕物中で RB は非晶質状態にあることが示唆された。非晶質状態にある薬物は、結晶状態よりも自由エネルギーが高く、エネルギー的に不安定である。したがって、薬物の濡れ性や分散性が向上する反面、無秩序な状態であるため再結晶化のリスクを抱えていると考えられている [2]。本研究では、使用直前までは粉末状態で保管され、患者により使用直前に水に懸濁させて均一な分散液とすることを目的としていることから、懸濁液中の RB の再結晶化を防ぐ必要がある。懸濁液中の分散質の分散安定性を維持する方法としては、水溶性高分子を添加した固体分散体を調製し、再分散時の粒子の沈降速度を制御する方法がある [3] 。先行研究では RB 原末を HPC-L、HPC-SL もしくは HPC-SSL または PVP を粉砕助剤とし、卓上型ボールミルによる乾式粉砕を試みたところ、いずれの試料も粉砕により RB は非晶質化が認められた [4]。更に RB と水溶性高分子間の分子間相互作用の存在が示唆され、固体分散体を構成している可能性が考えられた。そこで、RB 錠剤の粉砕物に対して適切な水溶性高分子製剤を探索するため、HPC-L と PVP を選択した。第 1 段階で予備粉砕した RB-T と
HPC-L と PVP を混合した試料（PM）を調製し、第 2 段階で卓上型ボールミルにより混合粉砕
した試料（GM）を調製した。
HPC-L と PVP のいずれの混合粉砕物においても第 1 段階の粉砕では、結晶性の低下は認められず、粉砕時間による違いが認められなかった。以上より、第 1 段階の錠剤粉砕機による予備粉砕時間を最大 180 秒間まで延長した場合でも、RB は非晶質化しなかったが、第 2 段階の卓上ボールミルを用いて混合粉砕した試料の回折パターンはハローパターンを示し、非晶質化が示唆された。これは、錠剤粉砕機はブレードを回転させた際に生じる剪断により内容物を粉砕するが、結晶構造の変化による相転移を起こすほどの剪断力はない。一方、卓上型ボールミルによる剪断力は相転移可能な圧力を有していたことを示している。いずれの試料も予備粉砕時間
は結晶性の変化に影響を及ぼしていないと考えられた。また、PVP と HPC-L のいずれも RB 特
有のピークが消失しており、水溶性高分子の種類による違いは認められなかった。しかし RB 錠剤は多くの賦形剤を含んでいるため、これらの結果の影響は考慮する必要があると考えられる。
粒子径においては、PVP の方が HPC-L よりも粒子径を微小化する傾向がみられた。PM とGM の平均粒子径と多分散指数は正の相関が認められ、水溶性高分子を混合してボールミルを用いた微粒子化は第 1 段階の粉砕である予備粉砕時間による影響は受けないが、水溶性高分子の選択によって影響を受ける可能性が考えられた。RB-T は、RB-T30 と RB-T180 のいずれもボールミルで粉砕後に微粒子化されているが多分散指数はむしろ上昇している。これは微粒子化したことで凝集しやすくなった可能性を示している。
溶解度においては、RB 結晶の溶解度が極めて低く、単独では粉砕しても粒子径も 200 nm

122未満にはならず溶解度も改善は見られなかった。一方で RB-T は単独であっても RB 結晶と比較して溶解度は高かった。FT-IR と同様に RB の溶解度が、RB-T と RB 結晶で異なる値となることについては、RB-T が HPC 系の水溶性高分子を賦形剤として含有していることが影響していると考えられる。本実験系では、平均粒子径が低値であるほど表面積も大きくなると考えられ、RB の溶解度が向上すると予想した。しかし、予想とは異なり、最も粒子径の小さい PVP
よりも HPC-L の方が見かけの溶解度は高い値を示した。同様の結果は、Mir らが PVP 並びに
HPC-L と norfloxacin を同じ比率で混合した ASD における溶解度について、ASD 中の薬物の濡れ性に影響を与える水溶性高分子の親水性には差があることを報告している [5]。これらの結果から、本研究で認められた各種 GM における RB の溶解度の向上は、粒子の微粒子化により表面活性が上がったことに起因すると考えられたが、RB-T の溶解度の向上は粒子の微粒子化ではなく、水溶性高分子の選択が影響を与えると考えられる。最も溶解度が高かった RB-T30＋ HPCL ＋ GM の溶解度は 22.91μg/mL を示したが、日本薬局方の通則によれば、RB 結晶と同じ「ほとんど溶けない」に位置づけられる [6]。現実的に RB-T の微粒子化だけで RB の溶解度を顕著に改善することは困難であることが明らかになった。
粉砕物を水に懸濁した際の分散性は、Turbiscan MA 2000 を用いて評価した。RM 懸濁液
については、上層部の T 値が上昇していることから経時的に分散質が沈降していることが分かる。
またいずれの PM 懸濁液においても下層部に BS 値の上昇がみられる。これは第 1 段階の粉砕において篩過することによって RB 錠の賦形剤の多くが除去されるが一部は残存し、結晶セルロースなどの不溶性賦形剤が沈殿し堆積したと考えられる。GM 懸濁液においては、RB-T 単独では経時的に T 値と BS 値がサンプル管全体で上昇しているが、これが分散質の沈降を示している。
RB-T ＋ PVP(GM) はサンプル管全体で T 値と BS 値が上昇しているが経時的でなくある一定の時間から変化が見られない。これは、ボールミルによる粉砕によって分散質が微粒子化し、試験管内全体で粒子同士が凝集しながら浮遊している状態であると考えられる。RB-T180+HPCL (GM ) は、他の試料とは異なり、T 値の経時変化は見られるものの BS 値はゼロ起点からの上昇は抑制されており、一部の沈降は観察されたが程度は低く、全体的分散性は安定であることが示唆された。これらのことから、PVPよりも HPC-L の方が RB-T の分散性を改善する有用な
水溶性高分子であることが示された。

５．まとめ
本研究では、錠剤粉砕物である RB-T を原料として、卓上型ボールミルによる水溶性高分子との混合粉砕を行い、水に懸濁した際の分散性及び溶解性を評価した。日本病院薬剤師会が提示している「院内製剤の調製及び使用に関する指針（ver. 1.0）」では院内製剤の原料は①局方品、②医薬品、③試薬の順に選択することが求められており、製造プロセスや使用目的等に従い 3
つのクラスに分類されている。試薬を使用する場合はクラスⅠに分類され審議や使用に制約が多123

い。しかし原料を医薬品とすることによりクラスⅡとなり、汎用性が広がると考えらえる。本研究では 2 成分系で最も粒子径が低値を示した HPC-L を選択したが、平均粒子径が 200 nm 未満に到達した試料はなかった [4]。
現在は、錠剤そのものを水溶性高分子と共に粉砕した試料について検討しており、医療現場において簡便に用時懸濁型の製剤を調製する方法論の確立を目指している。

６．謝辞
本報告書に記述した内容は共同研究先である柏市立柏病院薬剤科の石井直子博士が中心となって実施された研究結果を中心にまとめられました。石井直子博士に感謝申し上げます。
また、本研究は公益財団法人 一般用医薬品セルフメディケーション振興財団による助成金をもとに行われました。心より御礼申し上げます。

７．引用文献[1] Ishii N., Mizobuchi S., Kawano Y., Hanawa T., Preparation and Evaluation ofa Powdered Rebamipide Mouthwash as In-Hospital Formulation: Considering
Dispersion before Use in Partioends, Pharmaceutics, 13, 1848 -1860 ( 2021).
[2] Yoshioka M. Hancochs B.C. Zografi G. Crystallization of lndomethacin from the
Amorphous State below and above Its Glass Transition Temperature. J Pharm Sci.
1994 ; 83 (12) :1700 -1705.
[3] Baghel, S. Cathcart, H. O’Reilly, N.J. Polymeric amorphous solid dispersions: A reviewof amorphization, crystallization, stabilization, solid-state characterization, andaqueous solubilization of biopharmaceutical classification system class II drugs. J.
Pharm. Sci. 2016 ; 105 : 2527–2544.
[4] Kawano, Y. Utsunomiya, Y. Yokoyama, F. Ishii, N. Hanawa, T. Preparation andevaluation of rebamipide colloidal nanoparticles obtained by co-grinding in ternary
ground mixtures. Colloids Interfaces. 2020 ; 4: 43.
[5] Mir M, Hayat K, Hussain T, Waqas MK, Bukhari NI. Ball mill based co-milling:a promising way to enhance aqueous solubility of poorly soluble drugs employing
norfloxacin as model drug. Acta Pol Pharma 2018 ; 75 :155–168.
[6] The Japanese Pharmacopoeia 17th edition（March 7, 2016 The MHLW Ministerial
Notification No. 64）

124

Table 1. 本研究課題で調製した試料一覧
Table 1. ᮏ◊✲ㄢ㢟࡛ㄪ〇ࡋࡓヨᩱ୍ぴ
SampleNO.

Mixing weight ratio

Pre-millingtime(second)Ground
time
(min)

30
㸦recovery
rates 93.1 %㸧

䠉

RB-T

PVP K30

HPC-L

RB-T301䠉䠉RB-T30 䠄GM䠅

1

䠉

䠉

RB-T30+PVP
䠄PM䠅
RB-T30+PVP
䠄GM䠅
RB-T30+HPC-L䠄PM䠅
RB-T30+HPC-L䠄GM䠅
RB-T60

1

5

䠉

1

5

䠉

30

1

䠉

5

䠉

1

䠉

5

30

1

䠉

䠉

RB-T60 䠄GM䠅

1

䠉

䠉

RB-T60+PVP
䠄PM䠅
RB-T60+PVP
䠄GM䠅
RB-T60+ HPC-L
䠄PM䠅
RB-T60+ HPC-L䠄GM䠅
RB-T180

1

5

䠉

1

5

䠉

30

1

䠉

5

䠉

1

䠉

5

30

1

䠉

䠉

RB-T180 䠄GM䠅

1

䠉

䠉

RB-T180+PVP
䠄PM䠅
RB-T180+PVP
䠄GM䠅
RB-T180+ HPCL 䠄PM䠅
RB-T180+ HPCL 䠄GM䠅

1

5

䠉

1

5

䠉

30

1

䠉

5

䠉

1

䠉

5

30

RB

125

60
㸦recovery
rates 87.2 %㸧

180
㸦recovery
rates 84.2 %㸧

30
䠉

䠉
30
䠉

䠉
30
䠉

Polymer
Polymer
Polymer

RB-T
RB-T
RB-T

(Vortex Mixer, 2 min)
(Vortex Mixer, 2 min)Physical Mixture(PM)(Vortex
Mixer, 2 min)Physical
Mixture(PM)
Polymer
RB-T
Physical
Mixture (PM)PolymerRB-T
0.5 g of PM was filled in the mill
(Vortex
Mixer, 2 min)
0.5 g of PM was filled (Vortex
in the Mixer,
mill
2 min)
0.5 g of PMPhysicalwas filledin themill
Mixture(PM)
Physical Mixture (PM)cooled at -19ˈ for 5 mig of PMwas
filled in the millcooled at0.5
-19ˈ
for
5 mi
0.5 g of PM was filled in the millground for 15 migroundgroundfor
for15
15min
mi
groundfor 15min for 5 micooled
at -19ˈ
Ground Mixture
ground (GM)for 15 mi
Ground Mixture(GM)ground for
15 minGround Mixture (GM)Scheme 1 ᮏ◊✲ㄢ㢟࡛ᐇ᪋ࡋࡓヨᩱㄪ〇ࣇ࣮ࣟ
Ground Mixture (GM)Scheme 1 ᮏ◊✲ㄢ㢟࡛ᐇ᪋ࡋࡓヨᩱㄪ〇ࣇ࣮ࣟ
Ground Mixture (GM)Scheme 1 ᮏ◊✲ㄢ㢟࡛ᐇ᪋ࡋࡓヨᩱㄪ〇ࣇ࣮ࣟ
Scheme1 ᮏ◊✲ㄢ㢟࡛ᐇ᪋ࡋࡓヨᩱㄪ〇ࣇ࣮ࣟ
Scheme1 本研究課題で実施した試料調製フロー
Scheme 1 ᮏ◊✲ㄢ㢟࡛ᐇ᪋ࡋࡓヨᩱㄪ〇ࣇ࣮ࣟ

(a)
(a)

(b)
(b)

(a)

(b)

Figure 1 Powder
X-ray diffraction patterns of various samples.
Figure 1 Powder X-ray diffraction patterns of various samples.
(a) RB-T,(b)RB-T,
RB-T
Figure 1 Powder X-ray
diffraction
patternsof (GM)various samples.
(a)(b)(GM)
RB-T(a) RB-T, (b) RB-T (GM)

(a)
(a)

(a)

(b) (b)(b)

Figure 2 Powder X-ray diffraction patterns of various mixtures.
(a) with HPC-L, (b) with PVP

Figure 2 Powder X-ray diffraction patterns of various mixtures.
withdiffraction
HPC-L, (b)with PVP
Figure 2 Powder(a)X-raypatternsof various mixtures.
(a) with HPC-L, (b) with PVP

126

(b)

(a)

Figure 3 Polydispersity index to Average particle size of various samples.
(a)RB-T30, (b)RB-T180
㸸RB-T,: RB-T(GM),: RB-T+PVP(PM),: RB-T+HPCL(PM),: RB-T+PVP(GM),: RB-T+HPCL(GM)

Data represent mean ± SD of three experiments.

(a)

(b)

Figure 4 Solubility of Rebamipide at various average particle size.
(a) RB-T30, (b) RB-T180
㸸RB-T,: RB-T(GM),: RB-T+HPCL(PM),: RB-T+PVP(PM),: RB-T+HPCL(GM),: RB-T+PVP(GM),: RB-crystal,: RB-crystal (GM)Data represent mean ± SD of three experiments.

(a)

(c)

(b)

127

(a) RB-T30, (b) RB-T180
㸸RB-T,: RB-T(GM),: RB-T+HPCL(PM),: RB-T+PVP(PM),: RB-T+HPCL(GM),: RB-T+PVP(GM),: RB-crystal,: RB-crystal (GM)Data represent mean ± SD of three experiments.

(c)

(b)

(a)

Figure 5 Transmission and Back scattering patterns of various suspensions.
(a) RB-T180, (b) RB-T180㸩PVP(PM), (c) RB-T180㸩HPC-L(PM)

(a)

(c)

(b)

Figure 6 Transmission and Back scattering patterns of various suspensions.
(a) RB-T180(GM), (b) RB-T180㸩PVP(GM), (c) RB-T180㸩HPC-L(GM)128