粉体シミュレーションソフトウェア「iGRAF」導入事例
Meiji Seikaファルマ株式会社 様

ペニシリンにはじまる抗菌薬のパイオニア

―　まず御社の事業内容について教えていただけますか。

―　錠剤の開発と生産とは、どのようなものなのでしょうか。

錠剤とは医薬品の剤形の1つで、一定量の薬を正しく服用でき、且つ誰でも容易に持ち運べる点で優れており、汎用されている剤形です。この錠剤には多くの場合、薬である有効成分のみでなく、その薬が適切に効果を発揮するために必要な添加剤（他の材料）が配合されることから、1つの錠剤の中に適切な量の薬と各添加剤が均一に含まれていることがとても重要です。

この錠剤を設計し、開発することが私たちの仕事の1つですが、初めは設計した錠剤は実験室レベルの小さなスケールで製造しますが、将来的には多くの錠剤を必要な方にお届けするために、工場で大量に生産できるようすることも私たちの仕事です。

スケールアップ時に発生する現象をシミュレーションで検討したい

―　どのような経緯でiGRAFを導入されたのでしょうか。

1つの錠剤の中に、薬と各添加剤とが均一に含まれていることは、医薬品としてとても重要です。この均一な錠剤は、初期の小スケール検討時も、工場のような大きなスケールで生産する際も、いずれも均一なものを製造する必要がありますが、特に大きなスケールでは、様々な工夫が必要な場合があります。

―　導入時のハードルなどはありましたか。

デジタルツールの発展が著しい中で、当社でもデジタルツールの有効活用は推進されています。その中で、私たちの課題解決には「iGRAF」が適していることを社内で共通認識とするために工夫が必要でした。その工夫とは、他社事例や一般論の説明だけでなく、「iGRAF」を使うことで得られる成果を具体的に示したことです。

この「iGRAF」導入前の具体的な成果の獲得には、KKEにシミュレーション業務を委託するという形でご協力頂きました。この委託試験により、他社事例だけでなく、自社の事例を活用した具体的な成果を示せた結果、社内でも注目され速やかな導入の達成に繋げることができました。

粉体の落下時に発生する分級に寄与する要素を解明

―　どのように活用を進めていらっしゃいますか。

粉体を落下させるなどの粉体搬送時の分級（均一性の崩れ）については、原薬と各添加剤の粒度差や密度差など、どのような要素が分級に寄与するのかに着目し、解析を進めています。また、シミュレーションと、実際のデータが一致することを確認するすり合わせも適宜実施していますが、導入の成果として私たちに大きな気付きを与えてくれる点は、iGRAFは粉体の動きや空気の流れを可視化できる点です。

これまでは落下させた後の粉体の評価を行うか、落下時の動画を観察することしかできませんでしたが、iGRAFの導入により、落下時にどの粉体がどのような動きをしているのか、またその動きに寄与するものは何かを、詳細に目で見て考察できるようになった点が、私たちにとって大きな情報でした。これらの情報は、事前の課題抽出や、課題発生時の解決の方向性を立案する際に非常に役立っており、私たちの技術レベルを向上させる情報として有効活用しています。

なお、現在は初期のモデルケースに続き、様々なタイプの粉体を用いた場合についてのシミュレーションを行い、実際に実験する前に、新規開発品の分級リスクを評価できる系の構築や、混合工程のシミュレーションを目標に、活用を継続しています。

配管内を自由落下する 混合粉体(偏析あり)	配管内を自由落下する 混合粉体(偏析なし)	落下前の均一分散状態の混合粉体	落下後の偏りが生じた混合粉体

議論を重ねながら理解を深めていく

― 多くの人を巻き込んで先進的な活用をされているように感じます。

新しいツールが課題の解決に有効であると判断された場合には、積極的に活用し、医薬品の最短での開発及び安定供給に役立てています。なお、明治グループ内には、食品を扱っている株式会社 明治、ヒト及び動物用ワクチンや血漿分画製剤を扱っているKMバイオロジクスなど、同様の技術を活用して研究開発及び製造を行っている会社があります。技術を核としたグループ内での議論も有効活用しながら、明治らしい活動を目指しています。

― 粉体シミュレーション分野の権威である東京大学の酒井幹夫教授のアドバイスも受けていらっしゃいますね。

東京大学の酒井教授にも、「iGRAF」のシミュレーション業務についての意見交換や進捗の相談にご協力いただいています。議論を重ねることで、粉体シミュレーションを活用する上でのさまざまな気付きに繋がっています。例えば、作成した試験計画の妥当性の判断や、シミュレーションの結果に対するより深い考察、シミュレーション結果と現実の結果のすり合わせ方法などについて、有用なご助言を頂いています。

―今後はどのような活用のステップに移ろうとしていますか。

製剤工程において適用できる場面はたくさんある

さまざまな製剤工程及びメンバーに「iGRAF」の活用の輪を広げていきたいと考えています。既に取り組んでいる粉体の搬送、落下及び混合の他にも、造粒、打錠、コーティングなど、医薬品の製造工程には粉体を用いた様々な工程があります。「iGRAF」を活用することで、今までは見ることができなかった、粉体の動きや機械が変わったときの粒子の挙動の変化を知りたいと考えています。早期の医薬品の開発段階から適切なシミュレーションを活用することで、実験室での製造から工場での生産にスケールアップする際の確度とスピードを上げたいと考えています。

―今後の抱負をお聞かせください。

デジタル技術の進化が著しい昨今、シミュレーション技術などの新しい技術を効率的及び効果的に活用し、私たちが開発した医薬品を必要な方に最短で、且つ安定に供給することで、社会に貢献していきたいと考えています。また、自社に導入した「iGRAF」を十分に活用し、その事例をグループ内のみでなく世界の方々と共有することで、粉体を扱う業種全体の技術力向上に、少しでも貢献できることを目指したいと考えています。