Regular Articles Jpn. J. Hosp. Pharm. 22(5) 433-443 (1996) New Oral Dosage Form for Elderly Patients Preparation and Characterization of Gelatin Gel Containing Indigestible Dextrin TAKEHISA HANAWA* õ1, ATSUSHI WATANABE õ1, MASATO HIDAKA õ1, MASAYASU SUGIHARA õ1a), MAKI WATANABE õ2 and TADAAKI RIKIHISA õ2 Pharmaceutical Department, Tokyo Women's Medical College õ1 Meiji College of Pharmacy õ2 Received December 18,1995 Accepted May 15,1996 The Pharmaceutical utility of the Fiber Drink JellyR (FDJ) gel which consists of gelatin and indigestible dextrin was investigated as a possible material for an oral dosage form for elderly patients. The gel formation was studied as a function of the variety of sugars added and the concentration of FDJ or sugar added. The gel formation was affected by the variety of sugars added, such as ribose, xylose, fructose, mannose, galactose and glucose. The rate of gelation seemed to be correlated to the number of equatorial hydroxyl groups of each sugar molecule. The FDJ or sugar content also affected the rate of gelation of the FDJ solution. Rheological properties of FDJ gel were evaluated using a creep meter. The variety of the sugar added affected the breaking stress of FDJ gel. From differential scanning calorimetry (DSC), the melting temperature of FDJ gel was observed to be affected by the variety of the sugars added and/or the concentration of the sugars. FDJ gel containing benfotiamine (BTMP) was prepared. The release behavior of BTMP from FDJ gel was studied as a function of the variety of the sugars added and the content of indigestible dextrin. The release rate of BTMP from FDJ gel was retarded with the increase of the number of equatorial hydroxyl groups of the sugar molecule and the content of indigestible dextrin. On the basis of the sensory test, FDJ gel prepared in glucose or mannose solution is considered to be adequate for the practical dosage form. Key words \Fiber Drink JellyR, gelation time, sugar, number of equatorial hydroxyl groups, benfotiamine, release behavior, sensory test
Table 1. Composition of FDJ
(a) Schematic side view of the thermo couple of Rheo-CatchR viscometre (b) The principle of measurement of this method (C) Determination of gelation time Scheme 1.
Table 2. Chemical Structure and the Number of Equatorial Hydroxyl Groups of Sugars
Scheme 2. Schematic Side View of Paddle Bead Method
Fig. 1. End Time of Gelation for Fiber Drink JellyR (FDJ) as a Function of FDJ Content Fig. 2. Gelation Time as a Function of the Number of Equatorial Hydroxyl Groups
病 ろ,n(e-OH)の 院 薬 学Vol.22, No.5 439 (1996) 増 加に伴 うゲル化時 間の短 縮 が 認め られ た26).これ らの 現 象 と 糖 分 子-水 分 子 間 の 相 互作 用 との 関 連 性 を,糖 溶 液 の 低 温DSC測 定 に よ り得 られ た不 凍 水 量 に よ り検 討 した結 果,n (e-oh)の 増 加 に 対 応 して 糖 溶 液 中 の 不 凍 水 の 量 に も増 加 が認 め られ た26).に う した 結 果 は 本研 究 で認 め られ た現 象 に対 す る 考察 の 妥 当性 を指示 す る もの で あ る と 考 え られ る. な お,以 後 の 実 験 はFDJの 濃 度 を,添 加 す る 糖 FigA. の種 類 に よ る ゲル 化 時 間 の違 い が 明確 に 認 め られ た30w/v%に 2. Breaking Stress Prepared in Various of Fiber Drink Sugar JellyR Gel Solutions 固 定 して 行 っ た. FDJゲ ルの ゲル 強 度 高 い 値 を 示 し た.Oakenfullら ゼ リー状 製 剤 の 服 用 感 を評 価 す る指 標 と して ゲ ル 強 度 を測 定 し た.Fig.3に30w/v%の 液 中 で 調 製 したFDJゲ ルの荷重 各糖溶 ひ ずみ率 曲線 に よ れ ば21),ゼ チ ン ゲ ル に シ ョ糖 や ポ リ オ ー ル を添 加 す る と,折 り畳 ま れ た ポ リペ プ チ ド鎖 が よ り相 亙 作 用 し,ゲ ル 形 成 に 関 与 す るjunction zoneが よ り緻 密 に を示 す.図 中 の矢 印 は それ ぞれ の ゲ ル の破 断 点 を な り,ゲ 示 す.FDJゲ が 固 く安 定 に な る と 報 告 し て お り,本 ル の 荷 重-ひ ず み 率 曲 線 は降 伏 点 ラ ル の 網 目 構 造 も増 加 し,結 果 と して ゲ ル 実験 におい と破 断 点 が一 致 す る脆 性 破 断 を示 し,寒 天 ゼ リー て も 同 様 な 原 因 が 考 え られ た.ま な ど と 同様 な性 質 を示 す こと が確 認 され だ". に は 認 め られ た よ うな添 加 す る糖 の 水 和 特 性 との 関 連 性 は,本 た,ゲ ル化速度 実 験 で 得 られ た ゲ ル 強 度 に お い て は 認 め ら れ な か っ た. 3. FDJゲ ル の 熱 的 挙 動 の検 討 Fig.5に 種 々 の 糖 溶 液 中 で 調 製 し たFDJゲ の 示 差 走 査 熱 量 測 定(DSC)の い ず れ のDSC曲 FDJゲ ル 結 果 を示 す. 線 に お い て も30-40 付 近 に ル の 融 解 由 来 の 吸 熱 ピー クが 認 め られ た.Fig.6に は 各 ピ ー ク の 補 外 温 度 を 各 糖 のn(e -OH)に 対 し て プ ロ ッ ト し た.FDJの -OH)の 増 加 に 伴 い30-33 と,3 融 点 はn(e の 上昇 が認 め ら れ た. Fig.3. Stress-Strain Curves of Fiber Drink JcllyR ま た,本 Gcl * 30% sugar 論 文 に は 示 さ な い が,添 fiber drink jelly prepared in 30% な り,ゲ zoneが ル の 網 目構 造 も 増 加 し,結 が 固 く 安 定 に な る と 考 え ら れ る.同 類 の 糖 溶 液 で 調 製 し たFDJゲ の 破 断 応 力 を 示 し た.い 溶 媒 と して 調 製 し たFDJゲ ず れ のFDJゲ れ ら の 現 象 も先 に 述 べ た ゲ ル 強 度 と 同 様 の 機 構 で ゲ solutions ル 形 成 に 関 与 す るjunction Fig.4に4種 加 糖 の濃 度 の 増 加 に 伴 う融 点 の 上 昇 も 同 時 に 認 め られ た.こ ル ル も水 を ルの破断応 力よ りも OH)の 増 加 に 伴 うFDJゲ よ り緻 密 に 果 と して ゲ ル 時 にn(e- ル の 融 点-L昇 も,糖 分 子 との 水 和 に 与 る水 分 子 の 増 加 に伴 い ゲ ル の 網 目 構 造 も増 加 し,結 果 と し て ゲ ル の 硬 化,安 定化
(a) (b) (c) (d) (e) (f) Fig.5. DSC Curves of 30% Fiber Drink JellyR Gel Prepared in Various Sugar Solutions (a) prepared in distilled water (b) prepared in 30% glucose solution (c) prepared in 30% xylose solution (d) prepared in 30% mannose solution (e) prepared in 30% fructose solution (f) prepared in 30% ribose solution Fig. 7. Disintegrarion Time of 30% Fiber Drink Jelly Gel Prepared in Various Sugar Solutions Fig. 6. Variation of the DSC Onset Temperature of Fiber Drink JellyR Gel as a Function of the Number of the Equatorial Hydroxyl Groups Fig. 8. Dissolution Profiles of BTMP from the Fiber Drink Jelly Gel Prepared in Various Sugar Solutions
Fig. 9. Comparison of the Dissolution Profiles of BTMP from Fiber Drink JellyR Gel by Various Methods
Fig.10. Sensory Tests for Fiber Drink Jelly Gel Prepared with Various Sugar Solutions
Chem. Pharm. Bull., 43, 284-288 (1995). 11) T. Hanawa, A. Watanabe, T. Tsuchiya, R. Ikoma, M. Hidaka and M. Sugihara, Chem. Pharm. Bull., 43, 872-876 (1995). 17) Higuchi. T and Connors. K.A., Adv, Anal. Chem.Instr., 4, 17 (1965). 18) A. Yoshida, H. Arima, K. Uekama and J. Pitha, Int. J. Pharmaceut., 46, 217-222 (1988). 3) M. K. Kottle, C. T. Rhodes and L. T. Grady, Drug 19) T. Irie, Y. Tsunenari, K. Uekama and J. Pitha, Dev. Ind. Pharm., 15, 1635-1692 (1989). Int. J. Pharmaceut., 43, 41-44 (1988). 4) H. Enlund, J, Martikainen, H. Turakka, S. 20) S. Aoki,H H. Ando, K. Tatsuishi, K. Uesugi, H. L. Kivela and A. Nissinen, Drug Ther., Ozawa, Int.J.Pharmaceut., 95, 67-75 (1993). 4, 81-94 (1986). 21) D.Oakenfull and A.Scott, Food Hydrocolloids, 1, 163-175 (1986). 10) T. Hanawa, A. Watanabe, T, Tsuchiya, R. Ikoma, M. Hidaka and M. Sugihara,