The development of nanoparticles recruiting blood vessel penetration and tumor targeting functions of endogenous albumin

• Project/Area Number: 17K13032
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
• Research Institution: Kobe Gakuin University
• Principal Investigator: SUZUKI Ryosuke 神戸学院大学, 薬学部, 講師 (80611540)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: マイクロリアクタ / マイクロ流体デバイス / 脂質-高分子複合ナノ粒子 / がん / 薬物送達システム / 薬物ナノキャリア / 能動的がん標的化 / アルブミン / 血管透過性 / SPARC / アクティブターゲティング / 脂質高分子複合ナノ粒子

Outline of Final Research Achievements

Penetration of nanoparticles through vascular endothelium requires to control their sizes to less than 50 nm. To achieve both of the ultrasmall size and sustained drug release for lipid-polymer hybrid nanoparticles (LPN), it was essential to improve the performance of microfluidics as the assembly device. Then, we developed microfluidics of Y- or cross-type junction and minimal-length connection to mixing channels. This microfluidics assembled ultrasmall LPN from highly hydrophobic biodegradable polymers, but also achieved one of highest mixing performance in the world. Additionally, we revealed that LPN composition should be further optimized from the view of physicochemical properties.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高い混合性能を得るために必要な流路構造を明らかにした点に本研究の学術的意義がある．開発したマイクロリアクタは液体からナノ粒子を形成させるための基盤技術として様々な構造のナノ粒子に利用できるだけでなく、大量生産に向けて新たなマイクロリアクタを設計するための素地ともなる．企業との共同開発による創出は本マイクロリアクタの普及を容易にする．siRNAといったオリゴ核酸を医薬品として実用化するためにナノ粒子が重視されていることを考慮すると、本成果はナノ粒子化技術レベルの向上によって医薬品研究に貢献する点で社会的にも意義がある．

Research Products

• [Presentation] 混合性能を向上させたマイクロリアクタによる脂質-高分子複合ナノ粒子の超極小化 (2019)
  • Author(s): 鈴木 亮佑、ソン チホン、村田 和義、福島 昭二
  • Organizer: 第35回日本DDS学会学術集会
• [Presentation] Junction Type of Microfluidic Devices Critically Contributes to Assemble Ultrasmll Lipid-Polymer Hybrid Nanoparticles. (2019)
  • Author(s): Suzuki R, Song C, Murata K.
  • Organizer: 2019 Controlled Release Society Annual Meeting & Exposition
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Designing the junction type of microfluidic devices for assembling ultrasmall lipid-polymer hybrid nanoparticles. (2019)
  • Author(s): Suzuki R, Song C, Murata K.
  • Organizer: Liposome Research Days 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マイクロリアクタを用いた脂質-高分子複合ナノ粒子の超極小・単分散化 (2018)
  • Author(s): 鈴木亮佑、岸本修一、福島昭二
  • Organizer: 日本薬剤学会 第33年会
• [Presentation] Physicochemical and biochemical characterization of ultrasmall lipid-polymer hybrid nanoparticles (2018)
  • Author(s): Ryosuke Suzuki, Chihong Song, Shuichi Kishimoto, Kazuyoshi Murata, Shoji Fukushima
  • Organizer: 18th Symposium for Gene・Design and Delivery
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マイクロリアクタを用いた超極小・単分散脂質-高分子複合ナノ粒子の開発 (2018)
  • Author(s): 鈴木亮佑、岸本修一、福島昭二
  • Organizer: 第34回 日本DDS学会学術集会
• [Presentation] sub-100 nm粒子径制御技術を用いたフィトケミカルの抗腫瘍活性促進 (2017)
  • Author(s): 鈴木亮佑、岸本修一、福島昭二
  • Organizer: 遺伝子・デリバリー研究会 第17回 シンポジウム
• [Presentation] マイクロリアクタを用いた超極小脂質-高分子複合ナノ粒子の創成 (2017)
  • Author(s): 鈴木亮佑、岸本修一、福島昭二
  • Organizer: 遺伝子・デリバリー研究会 第17回 夏期セミナー