お薬に含まれる高分子の役割(2):錠剤に使われている高分子の働き 2018/5/20

前回は低分子と高分子の違いや高分子の持つ多様性について紹介しました。今回は錠剤に含まれている高分子の働きについて、いくつかご紹介します。

その前に、前回の輪ゴムとハンガーの実験ですが、輪ゴムをドライヤーで温めると吊るしてあったハンガーの位置は、上昇します。つまり、輪ゴムは縮みます。物質を温めると、分子や原子の運動が活発になります。輪ゴムではなく金属の棒であれば、温めると原子同士の間が広くなり伸びますが、高分子(輪ゴム)の場合ではその動きが少し異なります。

1つの高分子を身近なものに例えるなら、「紐のようなもの」と考えてください。多数の紐が絡まった状態が輪ゴムの内部の状態です。(図4(A))重りを吊るすと、図4(B)のように力の向きに高分子鎖が整列した部分が多くなります。この状態で温めると分子運動が活発になり、整列した部分がばらばらになるように高分子鎖の配列が変化するので、元の(A)の状態に傾くため、輪ゴムが縮むということになります。分子の配列がばらばらになる(乱雑さが増す)ことを、エントロピーが増大すると言います。水の中に、赤色の水性インクを垂らすと溶液全体が赤くなるのも、インクの分子がばらばらに広がり、エントロピーが増大するためです。

本題の錠剤のお話ですが、ご存知のように、錠剤を服用すると食道、胃を経て、小腸、大腸に移行します。多くのお薬は小腸から主薬が吸収されるように設計されています。胃液は強酸性(pH 1〜2)であり、小腸は弱酸性から中性(pH 5〜7)付近となっています。薬物の中には、酸性溶液中では不安定なものや胃への刺激の強いものなどがあります。このような薬物においては、腸溶性高分子でコーティングする方法がとられます。(図5)腸溶性高分子とは、酸性溶液中では溶解せず、弱酸性溶液中では溶解する高分子です。

腸溶性高分子は、性質の異なる2種類のモノマーから成る高分子で、2種類以上のモノマーからできている高分子を共重合体と呼びます。腸溶性高分子は、弱酸性では溶解するが酸性では溶解し難い成分と水に溶けない成分からできていて、両者の比率を変えることにより、弱酸性で溶けたり、中性で溶ける高分子にすることができます。(図6)このように2成分の割合を変えることにより、高分子の性質自体を制御できるのも、低分子には無い高分子の多様性であると言えます。

また、お薬の中には1日1回の服用でよいものがあります。このようなお薬の場合では、錠剤の中の主薬が徐々に溶け出すような工夫がされています。例えば、徐々に溶解する高分子を使うなどの方法によりゆっくり主薬を放出するように工夫しています。このように、高分子の特性を活かして、より有効性の高いお薬が開発されています。

近藤伸一 (岐阜薬科大学 薬物送達学大講座 薬品物理化学研究室 教授)

平成3年 岐阜薬科大学大学院博士後期課程修了。同年 岐阜薬科大学 薬品物理化学教室助手。その後、講師、助教授を経て、平成19年より現職の岐阜薬科大学 薬物送達学大講座 薬品物理化学研究室教授。主な研究テーマとして、pHなどの外部刺激により物性が変化する機能性高分子の合成とその特性を活かした医薬品開発への応用研究、並びにプラズマ表面処理を利用した高分子材料表面の機能化とその表面への細胞膜の成分であるリン脂質自己組織化膜の構築などの新しい医療用材料等の開発を行っている。

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