打錠障害防止への取り組み　～粉体物性の評価方法の確立～

打錠工程は粉体の充填、杵による圧縮、抜圧、臼からの排出で成っています。（図1）

これらの工程は以下に示す3つの要素の総合点によって成否が決まります。3つのうちどれか1つを重視するのではなく、3つの要素のバランスをとることが重要です。（図2）

粉体物性

：打錠性や錠剤物性に影響する粉の性質

製剤の形

：割線や刻印、円形錠や楕円形錠 など

打錠条件

：打錠する時間や圧力、錠剤の厚さや硬度、打錠する機器 など

この3つの要素のバランスを利用して、粉体物性が良好であれば製剤の形状や打錠条件をある程度自由に選択することが可能です。例えば、割線の付与された付加価値のある製品の開発、工場での錠剤の高速打錠による生産数量の増大などが可能となります。
一方で、粉体物性が良好でない場合でも打錠することは可能ですが、製剤の形が患者さんにとって服用しにくいものになるといった問題や打錠条件が実際の工場での生産には適さなくなるといった問題が生じる可能性もあります。

製剤設計段階では打錠する錠剤の形状や打錠条件（硬度、錠剤の厚みなど）が様々であり、その製剤ごとに求められる粉体物性は変わります。そのため、この粉体物性を正確に理解・把握することが必要です。しかし、これまで粉体物性は製剤を開発する担当者の感覚や経験で判断することが多く、定量的に評価することが困難でした。
そこで当社では人の感覚や経験によらない評価方法を検討し、多機能性打錠評価装置（GTP）を用いた「粉体物性の定量的評価方法」と「視覚的に粉体物性の特徴付けが可能なシステム」を構築しました。
GTPは打錠工程で生じる「錠剤-臼間の摩擦によって生じる排出圧（ejection stress：ES）」と「錠剤の強度（tensile fracture stress：TFS）」といった粉体物性に関するデータを連続的に測定することが可能です。（図3）
ESは打錠した錠剤の排出のしやすさを示しており、錠剤の製造性に関わります。この値が高いと打錠障害が生じやすくなります。また、TFSは粉体のかたまりやすさ（成形性）に関わります。この値が低いと打錠した錠剤の強度が低くなります。

また、このGTPを用いて算出したES及びTFSを視覚的に認識するため、これら2つのデータを軸とした当社独自のプロット方法を作成しました。（図4）
このプロットを用いることで、錠剤の形状や打錠条件の異なる錠剤を同じ条件下で比較することや原薬を製剤化した時の変化を視覚化することが可能になり、製造時のトラブルが少ない製剤処方及び製造条件を見いだすことが可能となりました。
当社が作成したこのプロットは評価装置メーカーであるGamlen Tableting Ltd.のホームページにおいて『Sawai Plot』として紹介されています。

（Gamlen Tableting Ltd.ホームページ：https://gamlentableting.com/　2024年2月時点）

これまでの製剤開発では図4：領域Ⅱ～Ⅳに該当する粉体物性の良好でないものもあり、これらは打錠条件の工夫などにより工業化してきました。
しかし、現在は製剤設計の段階からGTPを用いて粉体物性を評価することで、粉体物性が良好なものになるよう製剤開発に取り組んでいます。

GTPを活用した製剤開発は以下の流れで進めていきます。

このように製剤設計時に本技術を活用することで、人の感覚や経験ではなく客観的な指標に基づいた、打錠障害の発生しにくい製剤設計を行うことが可能です。本技術の活用によって、製剤設計や工業化のための技術的な課題の解決や既存医薬品の改良を実現しています。

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