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変調DSCによるオイドラギット®の確実な同定

はじめに

オイドラギット®は、ポリメタクリレート系共重合体の商品名で、消化管内の所望の部位に薬物を放出させる目的で使用されます。オイドラギット®には、側鎖にある官能基が互いに異なるいくつかの組成があります。モノマーの化学組成とポリマー全体の分子量または鎖長は、そのガラス転移温度に大きな影響を与える[4]。

一例として、図1に化学組成が非常に類似したオイドラギット®ポリマーの2つの繰り返し単位を示します。しかし、ガラス転移温度は大きく異なります:オイドラギット®L100-55のガラス転移温度は111℃、オイドラギット®L100のガラス転移温度は195℃です(ガラス転移の開始温度、[1]を参照)。このことから、オイドラギット®ポリマーの品質管理における第一の目的は、ガラス転移温度を測定して、該当する製品を確実に識別することです。

第二に、ポリマーのガラス転移温度に関する知識は、ホットメルト押出成形などの特定のプロセスで最適なプロセス条件を選択するために必要です[3]。

以下では、示差走査熱量測定(DSC)を用いて、未同定のオイドラギット®ポリマーを同定します。

1)オイドラギット®L100-55(左)とオイドラギット®L100(右)のモノマーの構造[1]。

標準DSC測定の限界

測定は3.38 mgのオイドラギット® L100-55を用い、穴のあいた蓋付きの密閉アルミるつぼを用いて行いました。DSC 204F1 Nevio を使用し、窒素雰囲気中(40 ml/min)で-50°Cから250°Cまで10 K/minで加熱しました。

図2に加熱中のDSC曲線を示す。ピーク温度が81℃と207℃の2つの吸熱ピークが検出された。最初のピークの位置と形状は、水の蒸発を示している。この結果は、試料のTG-FT-IR測定によって確認された[5]。2番目のピークは、おそらく試料の分解によるものであろう[1]。2つのピークの間に吸熱ステップがあり、物質のガラス転移を示唆している。しかし、その正確な評価には、この効果を蒸発ピークから分離する必要がある。そのために、変調DSC測定が実施される。

Tgの正確な評価のために変調DSC

未同定のオイドラギット® の質量4.80 mgを秤量し、DSC 204F1 Nevio で測定した。試料を-40℃から180℃まで加熱した。温度上昇は直線的ではなく、0.5 Kの振幅と60秒の周期で振動していた。

図3に変調の結果を示す:全DSC信号は、試料で起こっているすべてのプロセスに関する情報を提供する。この全信号は、Proteus® ソフトウェアによって、試料の熱容量に関連する反転 DSC 信号と非反転 DSC 信号に分割されます。

水分の放出と試料の分解は不可逆的なプロセスであ り、非反転DSC曲線で検出されます。反転信号には、オイドラギットのガラス転移に関する情報のみが含まれます。このようにガラス転移を他のすべての影響から分離することで、正確な評価が可能になります。この温度はオイドラギット®L100-55の典型的なガラス転移温度です([1]のガラス転移温度の比較値を参照)。

2) 250℃まで加熱した未同定のオイドラギット®試料のDSC測定。
3)未同定のオイドラギット®試料の変調DSC測定、重複効果の分離。

結論

DSC 204F1 Nevio を用いて変調加熱を1回行うだけで、ガラス転移の確実な測定が可能になり、試料の特性評価が可能になります。未同定のオイドラギット®は、ガラス転移温度が111℃であることから、L100-55であることがわかりました。

DSC 204F1 Nevio での測定は、医薬品の品質管理において価値があります:正しい成分や賦形剤が使用されていることを確認できます。

Literature

  1. [1]
    ホットメルト押出成形に関連するポリマーの熱および粘弾性特性の調査- III:ポリメタクリレートおよびポリメタクリル酸ベースポリマー.Tapan Parikh, Simerdeep Singh Gupta, AnuprabhaMeena, Abu T.M. Serajuddin, J. Excipients and FoodChem.5 (1) 2014, March 2014, pages 56 to 64
  2. [2]
    Eudragit and its Pharmaceutical Significance, SatishSingh Kadian, S.L. Harikumar, https://www.farmavita.net/documents/Eudragit-Review.pdf
  3. [3]
    Eudragit® brochure from EVONIK Industries, http://healthcare.evonik.com/product/health-care/downloads/evonik-eudragit_brochure.pdf
  4. [4]
    高分子材料の熱特性評価,第3章, E. Turi, Academic press, New York, pp 248,1981.
  5. [5]
    NETZSCH アプリケーションノート AN 125: プロセス条件の改善-TGA-FT-IR による オイドラギット®の熱安定性の測定