JPH06786B2 - セフアロチンナトリウムの結晶性凍結乾燥製剤の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセファロスポリン系抗生物質であるセファロチ
ンナトリウムの結晶性凍結乾燥製剤、特に顆粒状品の製
造法に関するものである。

周知の如くセファロチンナトリウムは各種の疾病の予防
および／または治療に広く用いられている重要な医薬品
であり、従来その注射用製剤は、普通セファロチンナト
リウムの結晶性粉末を注射用バイアル（瓶）に小分けす
る粉末充填法により製造されてきたが、この方法では微
小な異物の混入を避け得ないので、近時凍結乾燥法が採
用されることが多い。

しかしながら、通常の凍結乾燥法により得られるセファ
ロチンナトリウムは無定形（アモルファス）の乾燥粉末
であって安定性に欠け、比較的短期間の間に着色するこ
とが知られている。

従って、セファロチンナトリウムの凍結乾燥に際して、
これを安定な、そして製品価値を損なうことのない結晶
の形で得ようとするセファロチンナトリウムの改良され
た凍結乾燥法も既にいくつか提案されている。

すなわち、 (1)セファロチンナトリウムの水溶液を予備凍結し、次
いで昇温して結晶を析出させた後、水を昇華させる方法
（特開昭５１−１２３８１３号）。

(2)有機溶媒を含むセファロチンナトリウムの水溶液を
予備凍結し、次いで昇温させてセファロチンナトリウム
の結晶を析出させた後、凍結乾燥を行う方法（特開昭５
６−１２０６１５号）。

(3)セファロチンナトリウムの飽和もしくは過飽和水溶
液にセファロチンナトリウムの微細結晶（種晶）を添加
し、この液を予備凍結した後、昇温して結晶を析出させ
凍結乾燥する、という本出願自身の開発にかかる方法
（特願昭５８−３６４６１号（特開昭６０−１１４９１
号））。

などである。

しかしながら、上記の改良法でも、その(1)、(2)の方法
は、結晶の析出に長時間を要し、また微量のアモルファ
ス分の形成を抑制し得ず、経時的な着色も避けられない
という欠点がある。一方、上記(3)の方法では、短時間
での結晶析出および経時的な着色の防止も共に可能であ
るが、その反面セファロチンナトリウムの種晶を無塵、
無菌的に調製し、添加しなければならないという煩雑さ
を伴っている。

このような状況に鑑み、本発明者等は、特別な添加物を
使用せずにセファロチンナトリウムの結晶性粉末を得る
ための凍結乾燥法について鋭意研究した結果、凍結乾燥
に付すセファロチンナトリウム水溶液の濃度、保存条
件、予備凍結速度および予備凍結後の再昇温々度（晶析
温度）を特定の範囲にコントロールすることによって著
しく晶析時間を短縮することができ、ほぼ完全にアモル
ファス分の形成を抑制し得、しかもこのとき意外にも乾
燥速度および再溶解速度のきわめて速い顆粒状の結晶性
凍結乾燥品が得られることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。

すなわち、本発明の要旨は、水溶液の濃度が２６〜３６
重量％であり、かつ、その温度が１０〜３０℃であるセ
ファロチンナトリウム過飽和水溶液を、０．５℃／分以
下の冷却温度で−１５℃以下に徐冷凍結後、−５〜−２
℃まで昇温せしめて晶析を行い、次いで−３０〜−４０
℃に再冷却後凍結乾燥工程に付すことに存し、セファロ
チンナトリウムの顆粒状の結晶性凍結乾燥品を得ること
をその目的とするものである。

以下に本発明方法の要点について詳述する。

まず、本発明においては、凍結乾燥に付すセファロチン
ナトリウムの水溶液は過飽和水溶液でなければならな
い。セファロチンナトリウムの３０℃における水への溶
解度は２４．５％（重量％、以下同じ）であるが、目的
とする顆粒状の晶析を効率よく行うためには２６％以上
の水溶液濃度とすることが好ましい。しかし、過飽和度
が過ぎると以後無菌濾過を行う時にセファロチンナトリ
ウムの結晶析出を生じ易くなるので、３６％を上限と
し、最も好ましい濃度範囲は２８〜３２％である。

次に、上記のセファロチンナトリウム水溶液を１０〜３
０℃に約１時間保持する。このときの温度が１０℃未満
の場合には後述する晶析工程で結晶化度の小さい稠密複
晶が生成し易くなり、また３０℃を越えると同じく晶析
工程ではセファロチンナトリウムの結晶成長が著しく阻
害されるため、いずれの場合も顆粒状の結晶性凍結乾燥
品の生成率が著しく低下する。従って、より好ましい温
度範囲は１５〜２６℃である。

次いで、至適温度に保持した上記セファロチンナトリウ
ム水溶液をバイアルに所定量分注（充填）する。バイア
ルは適当な容量のものでよいが、例えば１４mlバイアル
の場合はセファロチンナトリウム１ｇ力価相当量、１０
０mlバイアルの場合は１ｇ〜２ｇ力価相当量の溶液を分
注する。

上記バイアルを１０〜３０℃の任意の温度に設定した棚
に搬入した後、０．５℃／分以下の冷却速度、好ましく
は０．０５〜０．５℃／分の冷却温度で−１５℃、より
好ましくは−３０℃以下に冷却し、バイアル内溶液を凍
結する。このとき冷却速度が０．５℃／分を越えると凍
結した内容液の氷晶が小さくなり過ぎ、その結果セファ
ロチンナトリウムを含むスケルトン部の厚みが薄くなる
ために晶析工程での顆粒成長が阻害される。また、冷却
速度が０．０５℃／分未満ではバイアル内容液の完全凍
結までの所要時間が長過ぎて好ましくない。それ故最も
好ましい冷却速度の範囲は０．１〜０．３℃／分であ
る。所要凍結時間は約２時間であるが、徐冷後約１時間
放置することが好ましい。

次いで、棚温をセファロチンナトリウム水溶液の融解終
了温度（−１℃）よりおよそ４〜１℃低い任意の温度に
まで昇温し、一定時間その温度に保持する。この間にセ
ファロチンナトリウムの針状晶が氷晶界面付近を起点と
して放射状に成長する。晶析のために棚温を一定に保つ
時間、すなわち晶析時間は少なくとも１時間であり、好
ましくは２〜３時間である。また、晶析温度が低すぎる
と結晶化度の小さい稠密複晶が生じ易く、晶析温度が高
すぎると結晶成長が著しく阻害され、アモルファス分が
形成し易くなることから晶析温度の好ましい範囲は−
４．５〜−３．５℃である。

上記の晶析操作が完了したらバイアルを−３０℃以下に
再冷却した後、常法により凍結乾燥を行う。例えば、セ
ファロチンナトリウム１ｇ力価相当量を分注したバイア
ルの場合は、棚温３０℃、真空度０．２mbarで５〜１５
時間、次いで棚温５０℃、真空度０．２mbarで１〜３時
間乾燥を行う。

以上のような一連の操作を連続して実施することにより
バイアルに充填されたセファロチンナトリウムの粒径
０．２〜１．５mmの顆粒状の結晶性凍結乾燥品が得られ
る。

上記本発明によれば、以下の実験にも示すように凍結乾
燥時間を従来法に比して著しく短縮することができ、ま
た、再溶解速度が速く、結晶化度も大きく、さらに経時
的着色度のきわめて低い製品的価値に優れた顆粒状の結
晶性凍結乾燥品を得ることができる。

実験１（凍結乾燥品の製法と諸物性との関係） 本発明方法で製造したセファロチンナトリウムの凍結乾
燥品の結晶化度、外観、再溶解時間、経時的着色度の増
加および含量変化について、それぞれ従来法で得たもの
と比較した。

（ａ）凍結乾燥品の製造法と結晶化度との関係 本発明方法に従う後記実施例１，２および３で得られた
凍結乾燥品Ａ、ＢおよびＣ、特開昭５１−１２３８１３
号公報に開示されている製造法（参考例１）で得られた
凍結乾燥品Ｄ、および特願昭５８−３６４６１号に開示
した製造法（参考例２）により得られた凍結乾燥品Ｅの
結晶化度を熱分析法により測定した。結果を表１に示
す。なお、凍結乾燥品Ｄの晶析時間は１５時間である。

上表から明らかなように本発明に従って製造した試料
Ａ、ＢおよびＣの結晶化度はいずれも１００％で、種晶
を添加して製造した場合のＥと等しく良好な結晶化度を
示し、種晶を用いない公知の方法で製造したＤの試料と
比較すると有意に優れていることが分る。

（ｂ）凍結乾燥品の製造法と製品外観との関係 上記（ａ）で使用した凍結乾燥品の外観をそれぞれ観察
してみると、本発明品である試料Ａ、Ｂ、Ｃは直径約
０．３mmの顆粒の集合体であり、他の試料Ｄ、Ｅの結晶
性粉末ケーキとは全く異なっている。

（ｃ）凍結乾燥品の製造法と再溶解時間との関係 上記（ｂ）と同じ試料Ａ、Ｄ、Ｅに、それぞれ２５℃の
蒸留水４mlを入れ、手振盪により再溶解させたときの完
全溶解までの所要時間を測定した。

結果を表２に示す。

上表から明らかなように本発明により得た試料Ａ（１ｇ
力価）の再溶解時間は、他の方法によって製造した結晶
性凍結乾燥ケーキであるＤ、Ｅのそれに比べて著しく短
いことが分かる。これは上記（ｂ）でも明らかなように
結晶性顆粒を形成している試料Ａの溶解に対する実効表
面積が試料Ｄ、Ｅに比し著しく増大していることに起因
する。なお、試料Ｄの再溶解時間がＥよりもかなり長い
のは、種晶添加法によって得た試料Ｅに比べ種晶無添加
のＤには結晶化度の小さい稠密複晶が多く含まれている
ためである。

（ｄ）凍結乾燥品の製造法と経時的着色度との関係 上記（ｃ）と同じ試料について、５０℃におけるそれぞ
れの経時的着色度を調べた。着色度は各試料の２０％再
溶解水溶液の４１０nmの吸光度を測定することにより決
定し、その吸光度の増加をΔＥ₄₁₀で表わした。結果を
第１図に示す 第１図より試料Ａは、種晶添加法により結晶化度を１０
０％とした試料Ｅと同様に、結晶化度のやや小さい試料
Ｄに比べて着色変化が著しく少ないことが分かる。

（ｅ）凍結乾燥品の製造法と、経時的含量変化との関係 上記（ｄ）と同じ試料につき、５０℃におけるセファロ
チンナトリウムの経時的な含量変化を高速液体クロマト
グラフィー（ＨＰＬＣ）により調べた。その結果は第２
図に示すとおりいずれの試料も含量変化はなかった。

実験２（凍結乾燥品の製造法と凍結乾燥速度との関係） 上記実験１（ｄ）と同じ試料Ａ、ＤおよびＥについて凍
結乾燥時の乾燥速度を凍乾庫内蔵天秤により測定した。
なお、このときの乾燥条件は一度−４０℃まで冷却した
後、棚温３０℃、真空度０．４mbarで一定とした。結果
を下記表３に示す。

表３には単位昇華表面積に対する１次乾燥初速度が示さ
れている。これにより明らかなように顆粒状晶析を行っ
た本発明品の試料Ａは、結晶性セーキを形成する試料Ｄ
およびＥに比べて凍結乾燥速度は大きく、該表の最下欄
に示す同一乾燥条件での蒸留水の乾燥速度と比べてほぼ
等しいことが分かる。なお、試料Ｄの乾燥速度がＥに比
べて小さいのは前記実験１の（ｃ）の場合と同じ理由に
よるものである。

実験３（凍結乾燥品の製法とセファロチンナトリウム水
溶液の濃度との関係） セファロチンナトリウム水溶液の濃度を変え、以後の条
件は後記実施例１に従って凍結乾燥を行い、得られた凍
結乾燥品の顆粒生成率を調べた。顆粒生成率は篩過法に
より顆粒部分とケーキ部分を分離し、その重量比により
決定した。結果を第３図に示す。第３図は顆粒状晶析を
行うための至適セファロチンナトリウム濃度が２６〜３
６％であることを示している。水溶液濃度が２６％未満
では晶析速度が小さくなり、アモルファス分の生成を避
け得なくなり、また３６％を越えると高粘度なるため無
菌濾過が困難となりかつ、種晶となる結晶の析出が起こ
り易く、部分的に結晶性ケーキを形成し易くなる。

実験４（凍結乾燥品の製法とセファロチンナトリウム水
溶液の凍結前の温度との関係） 濃度２８％のセファロチンナトリウム水溶液を使用し、
凍結直前の液温を０〜４０℃まで変化させた後、冷却速
度０．２℃／分で−４０℃まで冷却、凍結させた後、後
記実施例１に従った凍結乾燥を行い、得られた凍結乾燥
品の顆粒生成率を調べた。その結果を第４図に示す。

第４図は顆粒状晶析を行うための凍結前の液温の至適条
件が１０〜３０℃であり、より好ましくは１５〜２６℃
であることを示している。凍結前の液温が１０℃未満で
はセファロチンナトリウムの過飽和溶液が擬液晶構造を
形成し、結晶化度の小さい稠密複晶を生じ易くなり、ま
た３０℃を越えると結晶成長が阻害されてアモルファス
分を形成し易くなるので共に好ましくない。

実験５（凍結乾燥品の製品とセファロチンナトリウム水
溶液の凍結速度との関係） 濃度２８％のセファロチンナトリウム水溶液を使用し、
凍結前の液温を２２℃とした後、冷却速度を変えて−４
０℃まで冷却、凍結した。次いで、後記実施例１に従っ
て凍結乾燥を行い、得られた凍結乾燥品の顆粒生成率を
調べた。結果は第５図に示すように冷却速度が小さい程
顆粒生成率は増大する。この理由は、冷却速度が０．５
℃／分を越えると凍結氷晶およびスケルルトンの厚みが
小さくなり、結晶成長に寄与する溶質の集中度が小さく
なること、および再昇温時の氷晶の形態変化が急激すぎ
て氷晶界面での不均質核生成を阻害することなどによる
ものである。

実験６（凍結乾燥品の製法と晶析温度との関係）後記実
施例１に従いセファロチンナトリウム濃度２８％の水溶
液を調製、凍結し、晶析温度を変えて５時間晶析を行っ
た後、さらに後記実施例１に従って凍結乾燥を行い、得
られた凍結乾燥品の顆粒生成率を調べた。結果を第６図
に示す。第６図により顆粒状晶析を行うための晶析温度
条件が−６〜−２℃ときわめてその範囲が狭いことが分
かる。晶析温度が−６℃以下では結晶化度の低い稠密複
晶およびアモルファス分から成る結晶性凍結乾燥ケーキ
が得られ、−２℃以上では氷晶が完全融解するためアモ
ルファス分が形成される。以下に実施例および参考例を
挙げ、本発明方法を具体的に説明する。

実施例１ セファロチンナトリウム粉末２８０ｇを局方蒸留水７２
０ｇに５０℃で加熱溶解し、直ちに５℃に急冷する。次
いで２０℃に昇温し、１時間した後０．２μのメンブラ
ンフィルターで濾過し、容量１４mlのバイアルに３．３
mlずつ分注する。このバイアルを冷却速度０．５℃／分
で−４０℃まで冷却し、次いで−４℃に昇温し、この温
度に３時間保持して晶析させる。次いで−４０℃に再冷
却した後、棚温３０℃、真空度０．４mbarで５時間、次
いで５０℃、０．０３mbarで１．５時間、凍結真空乾燥
機で乾燥させる。この操作で結晶化度が１００％である
粒径０．３mmの顆粒状の結晶性凍結乾燥品が得られる。

実施例２ セファロチンナトリウム粉末３００ｇを局方蒸留水７０
０ｇに６５℃で加熱溶解し、直ちに５℃に急冷する。次
いで１８℃に昇温し、１時間保持した後、０．２μのメ
ンブランフィルターで濾過し、容量２０mlのバイアルに
６．２mlずつ分注する。このバイアルを冷却速度０．２
℃／分で−４０℃まで冷却し、次いで−３．５℃に昇温
し、この温度に４時間保持して晶析させる。次いで−４
０℃に再冷却した後、棚温３０℃、真空度０．２mbarで
１０時間、次いで５０℃、０．０３mbarで１．５時間、
凍結真空乾燥機で乾燥させる。この操作で結晶化度が１
００％である粒径０．８mmの顆粒状の結晶性凍結乾燥品
が得られる。

実施例３ セファロチンナトリウム粉末３２０ｇを局方蒸留水６８
０ｇに７０℃で加熱溶解し、直ちに５℃に急冷する。次
いで２５℃に昇温し、１．５時間保持した後、０．２μ
のメンブランフィルターで濾過し容量１００mmのバイア
ルに６．０mlずつ分注する。このバイアルを冷却速度
０．１℃／分で−３５℃まで冷却し、次いで−４．５℃
に昇温し、この温度に４時間保持して晶析させる。次い
で−４０℃に再冷却した後、棚温２５℃、真空度０．３
mbarで４時間、次いで５０℃、０．０３mbarで１時間、
凍結真空乾燥機で乾燥させる。この操作で結晶化度１０
０％である粒径０．２mmの顆粒状の結晶性凍結乾燥品が
得られる。

参考例１ セファロチンナトリウム粉末１１４ｇを局方蒸留水２０
０mlに溶解し、更に蒸留水を加えて全量５００mlとし、
その５mlずつを容量１４mlのバイアルに分注する。次い
でバイアルを−２５℃の棚に置いて２時間冷して凍結
し、次いで−７℃に昇温し、この温度に１５時間保持し
て晶析させる。ついで棚温１０℃、真空度０．１４mbar
で２０時間、次いで棚温３５℃、０．０３mbarで１時
間、凍結真空乾燥機により乾燥する。表面の結晶化度が
９４．５％である結晶性白色ケーキが得られる。

参考例２ セファロチンナトリウム粉末２８０ｇを局方蒸留水７２
０ｇに５０℃で加熱溶解し、直ちに５℃に急冷する。次
いで、セファロチンナトリウムの種晶（約１×０．３
μ）の５０％エタノールスラリー１０μｌ（水溶液の５
×１０^-3％）をエッペンドルフタイプピベツトを用いて
滴下し、マグネチックスタラーで約５分間攪拌した後２
０μリジメッシュフィルターで濾過し、容量１４mlのバ
イアルに３．３mlずつ分注する。このバイアルを−４０
℃に再冷却した後、棚温３０℃真空度０．４mbarで８時
間、次いで５０℃、０．０３mbarで１．５時間凍結真空
乾燥機で乾燥させる。この操作で結晶化度が１００％で
ある結晶性白色ケーキが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法および他の公知方法によって得られ
たセファロチンナトリウムの凍結乾燥品の経時的着色度
の度合を示すグラフ、第２図は第１図の場合と同じ試料
についてのセファロチンナトリウムの経時的な含量変化
を示すグラフ、第３図は凍結乾燥に付すセファロチンナ
トリウム水溶液の濃度とその顆粒生成率との関係を示す
グラフ、第４図は凍結前のセファロチンナトリウム水溶
液の温度とその顆粒生成率との関係を示すグラフ、第５
図はセファロチンナトリウム水溶液の凍結までの冷却速
度とその顆粒生成率との関係を示すグラフ、第６図は晶
析温度とセファロチンナトリウムの顆粒生成率との関係
を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−123813（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−120615（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−11491（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水溶液の濃度が２６〜３６重量％であり、
   かつ、その温度が１０〜３０℃であるセファロチンナト
   リウム過飽和水溶液を、０．５℃／分以下の冷却速度で
   −１５℃以下に徐冷凍結後、−５〜−２℃まで昇温せし
   めて晶析を行い、次いで−３０〜−４０℃に再冷却後凍
   結乾燥工程に付すことを特徴とするセファロチンナトリ
   ウムの結晶性凍結乾燥製剤の製造法。
2. 【請求項２】セファロチンナトリウム凍結水溶液の晶析
   温度が−４．５〜−３．５℃である特許請求の範囲第
   （１）項記載の製造法。