JP2011062586A - Method and apparatus for continuously mass-producing liposome - Google Patents
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Abstract
【課題】抗原等を内包するリポソームを均質にかつ大量に製造する装置を提供する。
【解決手段】長尺エンドレスベルトを連続的に脂質溶液に通して引き上げ、脂質を減圧又は温風乾燥してベルト表面に薄膜として保持し、その後連続的に水又は緩衝液中に該長尺エンドレスベルトを通して水和させながらベルト上から脂質を超音波又はその他の機械的振動又は振動するブラシ等により掻き落とし水中にリポソームを連続形成させることを特徴とする装置。
【選択図】図2An apparatus for producing liposomes encapsulating an antigen or the like homogeneously and in large quantities is provided.
A long endless belt is continuously pulled up through a lipid solution, the lipid is decompressed or warm-air dried and held as a thin film on the surface of the belt, and then the long endless belt is continuously immersed in water or a buffer solution. An apparatus characterized by continuously forming liposomes in water by scraping lipids from the belt with ultrasonic waves or other mechanical vibrations or vibrating brushes while hydrating the belt.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、エンドレスベルト上に連続的に脂質薄膜を形成させることによるリポソームの連続的大量製造方法およびそのための装置に関する。 The present invention relates to a method for continuous mass production of liposomes by continuously forming a lipid film on an endless belt and an apparatus therefor.
脂質の閉鎖小胞体であるリポソームは、生分解性、非毒性であり、薬物が相対的に不透過性の脂質2重膜に封入されていることより薬物輸送用の担体として利用されている。またリポソームを抗原キャリヤーとすることでアジュバント効果が期待できることよりワクチン製剤においてもしばしば利用されている。多層膜リポソームは、バンガム法、すなわちロータリーエバポレーターボルテクスィング法によって容易に得られる。すなわち脂質等のリポソーム膜構成成分を有機溶媒に溶解し、ロータリーエバポレーターなどによってガラス容器の有機溶媒を除去して容器の壁に薄膜を形成させる。次いで封入すべき材料を含む水溶液を加えて薄膜を膨潤させた後、容器を振盪する(図1参照)。しかし、この方法は、薄膜を形成させるガラス容器の大きさの制限から、一度に大量に製造することができず、また振盪の方法によって薬剤の封入効率及びリポソームの平均直径にバラツキが生じやすい欠点がある(非特許文献1を参照。)。 Liposomes, which are closed vesicles of lipids, are biodegradable and non-toxic, and are used as carriers for drug transport because drugs are encapsulated in a relatively impermeable lipid bilayer. In addition, it is often used in vaccine preparations because an adjuvant effect can be expected by using liposome as an antigen carrier. Multilamellar liposomes can be easily obtained by the Bangham method, that is, the rotary evaporator vortexing method. That is, liposome membrane constituents such as lipids are dissolved in an organic solvent, and the organic solvent in the glass container is removed by a rotary evaporator or the like to form a thin film on the container wall. Next, an aqueous solution containing a material to be encapsulated is added to swell the thin film, and the container is shaken (see FIG. 1). However, this method cannot be manufactured in large quantities at a time due to the limitation of the size of the glass container on which the thin film is formed, and the drug entrapment efficiency and the average diameter of the liposome tend to vary depending on the shaking method. (See Non-Patent Document 1).
リポソームを大量に生成する方法や装置に関して、たとえば脂質及び水溶液を臨界又は超臨界の流体(二酸化炭素、亜酸化窒素、プロパン、エチレンなど)で混合する方法およびその装置(特許文献1〜2を参照。)や緩衝液の貯蔵器及有機脂質容器の貯蔵器から連続的に混合室へ供給し、混合室内で精製したリポソームを第三の貯蔵器へ導く方法と装置(特許文献3を参照。)などがある。
Regarding a method and apparatus for producing liposomes in large quantities, for example, a method and apparatus for mixing lipids and aqueous solutions with a critical or supercritical fluid (carbon dioxide, nitrous oxide, propane, ethylene, etc.) (see
本発明の目的は、比較的簡便な装置により、大量、かつ均一な粒径を有するリポソームの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for producing a liposome having a large amount and a uniform particle diameter by a relatively simple apparatus.
本発明者は、長尺エンドレスベルトを連続的に脂質溶液に通して引き上げ、脂質を減圧又は温風乾燥してベルト表面に薄膜として保持し、その後連続的に水又は緩衝液中に該長尺エンドレスベルトを通して水和させながらベルト上から脂質を超音波又はその他の機械的振動又は振動するブラシ等により掻き落とし水中にリポソームを連続形成させることにより上記課題を解決できることを見出した。 The inventor continuously pulls the long endless belt through the lipid solution, dries the lipid under reduced pressure or warm air and holds it as a thin film on the belt surface, and then continuously continuously the long endless belt in water or a buffer solution. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by scraping the lipid from the belt with ultrasonic waves or other mechanical vibrations or vibrating brushes to continuously form liposomes in the water while hydrating through the endless belt.
長尺エンドレスベルトとしては、十分な可撓性及び有機溶媒耐性を有する材質が望ましく、例えば、合成樹脂、ガラス繊維又は金属圧延物などが使用できる。エンドレスベルトの長さ及び幅は生産規模に応じて適宜選択できるが、長さ1〜2m、幅5〜20cmの範囲が使いやすい。 As the long endless belt, a material having sufficient flexibility and organic solvent resistance is desirable, and for example, synthetic resin, glass fiber, or rolled metal can be used. The length and width of the endless belt can be appropriately selected depending on the production scale, but a range of 1 to 2 m in length and 5 to 20 cm in width is easy to use.
脂質液浸漬ユニット3は内部にベルトを駆動するスプロケットローラが設置されこのローラー及び次のローラーでベルトに付着した過剰な脂質液を取り除くことによりバルト上に薄膜を形成する。エンドレスベルトの表面形状は平滑面であることを基本とするが、表面に多数の浅いくぼみを設けることにより表面積を広げたベルトも使用可能であり、特に多重膜リポソームの製造効率が良い。
The lipid
脂質膜乾燥ユニット4はエンドレスベルトの入り口側と出口側がローラーでほぼ密閉された構造となっており、内部に窒素または空気の温風を送りながら真空ポンプで減圧することにより、効率的に溶媒を除去することが可能であり、除去された溶媒はこの後に設置した溶媒回収トラップによって冷却回収される。なお、脂質膜乾燥ユニットが一台では溶媒の除去が不十分な場合は同じユニットをもう一台設置することにより溶媒を完全に除去することが可能である。
The lipid
膜構成脂質としては、卵黄レシチン、大豆レシチン、フォスファチジルコリン、フォスファチジルエタノールアミン、フォスファチジルセリン、フォスファチジルイノシトール、スフィンゴミエリンなどのリン脂質やそれらの水素添加飽和物、ショ糖脂肪酸エステル、トレハロース脂肪酸エステル、ラムノース脂肪酸エステルなどの糖脂肪酸エステルの1種または2種以上、または、これらの混合物を用いることができる。 Lipids such as egg yolk lecithin, soybean lecithin, phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, phosphatidylinositol, sphingomyelin and their hydrogenated saturated products, sucrose fatty acid One or more sugar fatty acid esters such as esters, trehalose fatty acid esters, and rhamnose fatty acid esters, or a mixture thereof can be used.
膜構成成分としては、この他に膜安定化剤として、コレステロールなどのステロール類、荷電物質としてフォスファチジン酸、ジセチルフォスフェート、ガングリオシド、ステアリルアミンなどが、また、酸化防止剤として、トコフェロールなどを加えてもよい。これらの膜構成物質の組成比率は、特に限定されないが、リン脂質1重量部に対しステロール類0〜0.5重量部、荷電物質0〜0.1重量部、酸化防止剤を0〜0.1重量部程度加えるのが好ましい。これらをメタノール、エタノール、アセトン、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジオキサンエチルエーテル、クロロホルムなどの有機溶剤に溶解して用いる。 Other membrane constituents include sterols such as cholesterol as membrane stabilizers, phosphatidic acid, dicetyl phosphate, ganglioside, stearylamine, etc. as charged substances, and tocopherols as antioxidants, etc. May be added. The composition ratio of these membrane-constituting substances is not particularly limited, but 0 to 0.5 parts by weight of sterols, 0 to 0.1 parts by weight of charged substances, and 0 to 0. It is preferable to add about 1 part by weight. These are used after being dissolved in an organic solvent such as methanol, ethanol, acetone, dimethyl sulfoxide (DMSO), dioxane ethyl ether, or chloroform.
水溶液は、ベルト表面に乾固した膜構成脂質を水和して膨潤、分散させるもので、水単独、生理食塩水、各種緩衝液、または、糖類を溶解した水溶液などを用いることができる。さらに薬剤、タンパク質、ウイルス及びウイルス由来抗原、細菌及び細菌菌体由来物、高分子等の物質を溶解あるいは懸濁させることができる。 The aqueous solution hydrates and swells and disperses the membrane-constituting lipid dried on the belt surface, and water alone, physiological saline, various buffer solutions, or an aqueous solution in which saccharides are dissolved can be used. Furthermore, substances such as drugs, proteins, viruses and virus-derived antigens, bacteria and bacterial cell-derived substances, and polymers can be dissolved or suspended.
以下、本発明のリポソームの製造法を図2によって説明する。
装置は基本的にエンドレスベルト1を矢印方向に回転させるための駆動装置(スプロケットろーらー)2、エンドレスベルトを脂質液に浸漬する脂質液浸漬ユニット3、ベルト上の脂質液溶媒を除去するための脂質膜乾燥ユニット4、ベルト上の乾燥脂質膜を内包物質懸濁液等の水溶液と水和させるリポソーム調製ユニット5及びベルトに残存する水分を除去するためのベルト乾燥ユニット6からなる。リポソーム製造ユニット5はほぼ密閉された立方体であり内部にベルト膜面を殺菌するUV殺菌ユニット7、内包物質懸濁液容器8、懸濁液に振動を与える超音波発生装置9、水切りゴム10及びベルトの出入りのためのスリット11,12が配置されている。エンドレスベルト1は各ユニット間及び各ユニット内に適宜設置されたローラーガイド13に誘導されて各ユニット間を循環する。
Hereafter, the manufacturing method of the liposome of this invention is demonstrated with reference to FIG.
The apparatus basically removes the drive device (sprocket roller) 2 for rotating the
本発明のリポソーム製造装置は、均一なリポソームを連続して大量に製造することができる。 The liposome production apparatus of the present invention can produce a large amount of uniform liposomes continuously.
実施例1
図2の装置において、400mg/mlの水添大豆レシチン、66mg/mlのコレステロール、30mg/mlのフォスファチジルエタノールアミンの膜構成脂質を含有したクロロホルム溶剤100mlを、脂質液浸漬容器に収容し、ベルトの左右にスプロケット孔を設けた10cm幅のPVDFエンドレスベルトを本発明のリポソーム製造装置に取り付け、毎秒2cmの速度でベルトを送出した。続いて、薄膜状に脂質液を付着したPVDFベルトは連続的に送風乾燥ユニット4に送り込まれ、吸引減圧下で75度の弱温風を送って有機溶媒を完全に除去することにより混合脂質の乾燥薄膜を形成させた。ここで蒸発除去された有機溶媒は、ドライアイス冷却トラップに導入されて液体として回収した。乾燥ユニットで乾燥された脂質薄膜を保持したベルトはりん酸緩衝生理食塩液を入れたリポソーム形成ユニット5中に導入されて脂質が水和され、次いでリポソーム調製ユニットの下部に置いた超音波発生ユニットからの超音波振動によりベルト面より剥離させて水中にリポソームを形成させた。この方法で作成されたリポソームは約80%が単層リポソームで約20%が多重膜リポソームで、直径はほぼ100から150nmであることが電子顕微鏡観察及び粒子アナライザーによって確認されたがこの比率及びリポソームの大きさは、脂質濃度や超音波の出力によって調製することが可能であると考えられる。
Example 1
In the apparatus of FIG. 2, 100 ml of a chloroform solvent containing 400 mg / ml hydrogenated soybean lecithin, 66 mg / ml cholesterol, 30 mg / ml phosphatidylethanolamine membrane-constituting lipid was placed in a lipid-immersed container, A 10 cm wide PVDF endless belt having sprocket holes on the left and right sides of the belt was attached to the liposome production apparatus of the present invention, and the belt was delivered at a speed of 2 cm per second. Subsequently, the PVDF belt with the lipid solution attached in a thin film form is continuously sent to the air-
実施例2
上記実施例1のリポソーム形成ユニットにニューカッスル病ウイルス石井株のホルマリン不活化抗原(不活化前HA価1:512)液を満たし、実施例一と同様にしてリポソームを形成させることにより、リポソームの内側と外側に抗原を配置したワクチン組成物を得た。このワクチン組成物を4週齢のSPF鶏10羽に点眼投与し、その3週後に血清及び喉頭拭い液中の抗体産生を確認した。その結果、血清抗体価は平均H I価で1:256前後の高い有効抗体価を示した。また喉頭拭い液中にも粘膜免疫に関与するIgAが産生されていることがELISAによって確認された。
Example 2
By filling the liposome-forming unit of Example 1 above with the formalin inactivating antigen (HA value 1: 512 before inactivation) of Newcastle disease virus Ishii strain, and forming liposomes in the same manner as in Example 1, And the vaccine composition which arrange | positioned the antigen on the outer side was obtained. This vaccine composition was instilled into 10 4-week-old SPF chickens, and antibody production in serum and laryngeal wipes was confirmed 3 weeks later. As a result, the serum antibody titer showed a high effective antibody titer of about 1: 256 in average HI titer. It was also confirmed by ELISA that IgA involved in mucosal immunity was also produced in the laryngeal wipe.
Claims (10)
1. エンドレスなベルトの表面に脂質溶液を供給する工程
2. 脂質溶液溶媒を除去し、ベルト表面に脂質の薄膜を形成する工程
3. ベルト上の脂質薄膜を水又は緩衝液に浸漬し、超音波又はその他の機械的振動を加えて脂質薄膜をベルトから剥離する工程
4. 脂質膜と緩衝液を混合しリポソームを形成する工程
5. ベルトを洗浄、乾燥する工程 A method for producing a liposome comprising the following steps.
1. 1. Supplying a lipid solution to the surface of the endless belt 2. removing the lipid solution solvent and forming a lipid thin film on the belt surface; 3. Dipping the lipid film on the belt in water or a buffer and applying ultrasonic waves or other mechanical vibrations to peel the lipid film from the belt. 4. Mixing lipid membrane and buffer to form liposomes Cleaning and drying the belt
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