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J-GLOBAL ID：201902255373317007   整理番号：19A1002614

シンクロトロン断層撮影法によるイブプロフェン錠剤の3D微細構造の特性化【JST・京大機械翻訳】

Characterization of the 3D microstructure of Ibuprofen tablets by means of synchrotron tomography

著者 (9件)： NEUMANN MATTHIAS (Institute of Stochastics, Ulm University, Ulm, Germany) ,  CABISCOL RAMON (Institute for Particle Technology (iPAT), TU Braunschweig, Braunschweig, Germany) ,  CABISCOL RAMON (Center of Pharmaceutical Engineering (PVZ), Braunschweig, Germany) ,  OSENBERG MARKUS (Department of Materials Science and Technology, Technische Universitaet Berlin, Berlin, Germany) ,  MARKOETTER HENNING (Institute of Applied Materials, Helmholtz-Zentrum Berlin, Berlin, Germany) ,  MANKE INGO (Institute of Applied Materials, Helmholtz-Zentrum Berlin, Berlin, Germany) ,  FINKE JAN HENRIK (Institute for Particle Technology (iPAT), TU Braunschweig, Braunschweig, Germany) ,  FINKE JAN HENRIK (Center of Pharmaceutical Engineering (PVZ), Braunschweig, Germany) ,  SCHMIDT VOLKER (Institute of Stochastics, Ulm University, Ulm, Germany)
資料名： Journal of Microscopy  (Journal of Microscopy)
巻： 274  号： 2  ページ： 102-113  発行年： 2019年 
JST資料番号： B0454B  ISSN： 0022-2720  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 3つの相:微結晶セルロース,イブプロフェンおよび細孔から成るイブプロフェン錠剤のグレースケール画像に対する物理的にコヒーレントな三次元化を導入して,イブプロフェン錠剤の三次元(3D)内部構造をシンクロトロン断層撮影からセグメント化する新しい方法を示した。この目的のために,流域アルゴリズムに基づく三値化による統計的学習により三値化を組み合わせたハイブリッドアプローチを開発した。このハイブリッド手法は統計的画像解析法を用いて錠剤の微細構造特性を計算することを可能にする。実験結果との比較により,分解能限界以下のかなりの量の細孔が存在することを示した。同時に,画像解析からの結果は,これらの細孔が細孔と固体の間の表面の大部分を構成すると推測する。さらに,局所パーコレーション確率や弦長分布関数のような実験的にアクセスできない微細構造特性を計算した。両方の特性は,その微細構造に及ぼす錠剤圧密の影響を定量化するために意味がある。提示した方法を用いて,異なる条件下で製造したイブプロフェン錠剤の3D画像データに基づく生産パラメータと微細構造特性の間の関係をより良く洞察し,最終製剤の強度と溶解度に及ぼす重要な影響を明らかにした。一軸圧縮イブプロフェン錠剤の典型的な処方は,活性成分(イブプロフェンの粉砕画分)を有する賦形剤(微結晶セルロース)の混合物から成る。錠剤の最終機械的強度および放出速度は,基礎となる微細構造,すなわち錠剤内の微結晶セルロースおよびイブプロフェンの空間配置により強く影響された。錠剤の性能を最適化するためには,その微細構造と対応する生産パラメータの間の関係を調べることが重要である。この目的のために,3Dイメージングは,内部配置,相互接続性および細孔位置および分布のような微細構造特性の計算を可能にし,実験的特性化技術によって計算できない特性を可能にする強力なツールである。本研究では,シンクロトロン断層撮影により得られた三次元画像データの正確な三値化のための新しいアルゴリズムを示した。三次元画像に基づいて微結晶セルロース,イブプロフェン及び細孔を再構成することを示した。この目的のために,幾何学的に動機付けされたアルゴリズムに基づく三値化による人工知能による三値化を組み合わせたハイブリッドアプローチを開発した。このハイブリッドアプローチは,画像解析を用いて錠剤の微細構造特性を計算することを可能にする。実験結果との比較により,分解能限界以下のかなりの量の細孔が存在することを示した。同時に,画像解析からの結果は,これらの細孔が細孔と固体の間の表面の主要部分を構成するという推測を導いた。さらに,特性は画像解析によって計算され,それはその微細構造に及ぼす錠剤圧密パラメータの影響を定量化するために意味がある。提示した新しいアプローチを用いて,異なる混合,負荷および処理条件下で製造したイブプロフェン錠剤の3D画像データに基づいて,製造パラメータと微細構造特性の間の関係を解明することができた。Copyright 2019 Wiley Publishing Japan K.K. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 溶解度 ,  アルゴリズム ,  細孔 ,  最適化 ,  画像 ,  *シンクロトロン ,  再構成 ,  セグメンテーション ,  画像分析 ,  *微細構造 ,  *キャラクタリゼーション ,  圧密 ,  ハイブリッド方式 ,  *三次元 ,  カルボン酸 ,  芳香族化合物

著者キーワード (6件)： 3Dイメージング ,  イブプロフェン錠 ,  画像三値化 ,  微細構造特性化 ,  統計的学習 ,  流域アルゴリズム

分類 (3件)： 顕微鏡法  (BK01040E) ,  電子顕微鏡,イオン顕微鏡  (BD02050B) ,  図形・画像処理一般  (JE04010I)

物質索引 (1件)： イブプロフェン

タイトルに関連する用語 (7件)： シンクロトロン ,  断層撮影法 ,  イブプロフェン ,  錠剤 ,  3D ,  微細構造 ,  特性化