Nondestructive Investigation of the Agglomeration and Sedimentation Process for Nanosuspensions via NMR Relaxation of Water Molecules
| Project/Area Number |
20K15970
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
Okada Kotaro 富山大学, 薬学部, 客員助教 (70842962)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | NMR / T2緩和時間 / 医薬品 / ナノ粒子 / 凝集 / 沈降 / 懸濁液 / 低磁場NMR / 核磁気共鳴 / ナノ分散液 / 低磁場 / 緩和 / 分散液 / 比表面積 / 非破壊 / 緩和時間 / 二次元マップ / 製剤学 |
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| Outline of Research at the Start |
薬物ナノ分散液は、薬物粒子をナノメートルサイズまで加工した製剤であり、薬物の溶解性・吸収性を著しく向上させるため、次世代の製剤として期待されているが、ナノ粒子の物理化学的な安定性に問題がある。不安定化メカニズムを、分子レベルかつリアルタイムに解析する技術は、いまだ確立されていない。そこで本研究では、時間領域－核磁気共鳴（TD-NMR）法を用いた、「NMR緩和」二次元マップを作成し、ナノ粒子を安定化させる技術の確立を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study investigated an agglomeration and sedimentation of nanoparticles in a suspension using nuclear magnetic resonance (NMR) relaxation. The nanosuspension was prepared by wet bead milling using indomethacin and polyvinylpyrrolidone.
In this study, we focused on the water molecules, not nanoparticles, and obtained the T2 relaxation time (T2) of the water molecules using the low-field NMR instrument. During the storage period at 25°C from 0 to 24 h, the T2 value rapidly increased at the beginning of the storage. After that, the rapid increase in T2 values slowed down at ca. 4 hours.
In a suspension system, because the T2 value of water molecules is known to reflect the surface area of the particle, the observed rapid increase in T2 value indicated an agglomeration of nanoparticles. Therefore, it was shown that the measurement of T2 relaxation of a nanosuspension could evaluate the agglomeration and sedimentation process.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果の学術的意義は、固体状態である薬物粒子の物理化学的な安定性を評価する際に、薬物粒子を直接評価せず、媒体である水のT2緩和測定を通じて、薬物粒子の安定性を間接的に評価した点にある。水分子のT2緩和を観測対象とすることで、薬物の種類に依存しない、汎用的な薬物粒子の凝集および沈降の評価方法となる。
また、低磁場型のNMR装置を用いて、薬物ナノ懸濁液の安定性評価におけるT2緩和測定の有用性を示した点に、社会的意義がある。低磁場型のNMR装置は、永久磁石を有するベンチトップ型であるため、医薬品の製造プロセスにおける品質評価への応用が期待できる。
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Report
(3 results)
Research Products
(8 results)
