Design and pharmacokinetic evaluations of polymeric carrier-based nano formulations for inhalation
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20K07180
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
佐藤 秀行 静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (70739242)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 粉末吸入製剤 / 中分子医薬品 / 高分子ナノ粒子 / 薬物動態制御 / 吸入製剤 / ナノ粒子 / 機能性ポリマー / プリンタ技術 / 経肺 DDS / 薬物動態学 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，近年極めて重要性が高くなっているが注射等の侵襲的投与経路以外に有効な投与経路が存在していないバイオ医薬品に対する有効かつ安全な新規経肺 DDS 製剤の戦略的開発を目的とする．粉末吸入製剤は，バイオ医薬品の新たな投与形態として期待されるが，肺内における複雑な異物排除機構のため，吸入した微粒子の肺内における粒子動態や薬物動態は未だ不明な点が多く，肺からの薬物吸収制御を極めて困難なものとしている．本研究課題では，最新のナノテクノロジーとイメージング技術を駆使し，肺内における微粒子動態および薬物動態を制御可能な革新的経肺 DDS プラットフォームの開発に挑戦するものである．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，抗体，タンパク，ペプチド及び核酸医薬品等，近年極めて重要性が高くなっているが注射等の侵襲的投与経路以外に有効な投与経路が存在していないバイオ医薬品に対する有効かつ安全な新規経肺 DDS 製剤の戦略的開発を目的とする．粉末吸入製剤は，バイオ医薬品の新たな投与形態として期待されるが，肺内における複雑な異物排除機構のため，吸入した微粒子の肺内における粒子動態や薬物動態は未だ不明な点が多く，肺からの薬物吸収制御を極めて困難なものとしている．本研究課題では，最新のナノテクノロジーとイメージング技術を駆使し，肺内における微粒子動態および薬物動態を制御可能な革新的経肺 DDS プラットフォームの開発に挑戦するものである．2021 年度の検討では蛍光物質を封入した機能性ナノ粒子の開発に成功しており，2022 年度は，下記の課題を解決すべく鋭意検討を行った (2022 年度の研究概要)．
① 高分散性を有する吸入用微粒子開発：ナノ粒子搭載型の吸入用微粒子調製条件の最適化および吸入特性評価（粒子形態，粒度分布，カスケードインパクターによる吸入特性評価，保存安定性試験等）．
② 環境応答性蛍光物質を応用した蛍光イメージングによる機能性ナノキャリア搭載吸入剤の肺内粒子動態解析：ラット気道内投与後における気道組織周辺における粒子分布および滞留性の評価．
③ モデル化合物を封入した機能性粉末吸入製剤の評価：気道炎症モデルラットを用いた製剤の有用性評価を実施．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2021 年度に実施した検討の成果として，環境応答性を有する蛍光プローブ (ナノ粒子中では蛍光を発するが放出に伴い消光する蛍光物質） を効率的に封入することに成功し，2022 年度は作成したナノ粒子を搭載した吸入用粒子を，印刷光学技術を用いた FDD 工法によって開発を試みた．しかしながら，ナノキャリアの基剤として用いたポリマーの物性のために，ナノ粒子を搭載したマイクロ粒子が十分な吸入特性を示さず，吸入用微粒子調製条件を再度検討することとなり実験計画に若干の遅れが生じた．調製方法について，熱による影響がより少ない凍結乾燥とジェットミルを組み合わせたマイクロ粒子作成によってこの問題については解決した．
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| Strategy for Future Research Activity |
前述のとおり，実験進捗の遅れとなる部分について問題は解決している．2022 年度中にラットを用いた蛍光イメージングによるナノキャリアの肺内分布評価を終えており，モデル医薬品を封入した本製剤の有用性評価についてすでに検討を開始している．今後，ラットにおける実際の薬物分布や疾患モデル動物を用いた薬効評価，薬物全身暴露量等，in vivo における詳細な検討を実施していく．
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Report
(3 results)
Research Products
(31 results)
