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Analysis for brain transfer of water-soluble macromolecule administered by intranasal formulation consisting of IL encapsulated porous silica

Research Project

Project/Area Number 20K16059
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

SUZUKI Naoto  日本大学, 薬学部, 講師 (60756005)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsイオン液体 / 経鼻投与 / 鼻腔内滞留性 / 多孔性シリカ / 水溶性中分子 / NSAIDs / 粘膜透過性 / 噴霧性 / 粉末化 / Calu-3細胞 / 中分子医薬品
Outline of Research at the Start

新たな創薬モダリティであるペプチド・核酸などの水溶性中分子を血液を介さず脳へ直接送達できる投与方法として、経鼻投与が注目されている。一般的に、経鼻投与された薬物の鼻粘膜からの効率的な透過には、機能性添加剤による鼻腔内滞留性ならびに粘膜透過性の付与が必須である。しかしながら、機能性添加剤の多用は製剤中薬物濃度の低下による脳内移行に重要な嗅粘膜への薬物付着量の減少が懸念される。本研究では、水溶性中分子を粘膜付着性および粘膜透過促進効果を併せもつイオン液体に溶解後、多孔性シリカに含侵させることで製剤の高濃度化を実現し、機能性添加剤を用いた場合より、優れた薬物脳内移行性をもつ経鼻製剤を開発する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we applied ionic liquids that can enhance mucosal permeability to etodolac (BBB-impermeable drug) and inulin (water-soluble middle molecule) and administered them into the nasal cavity, where the direct nasal-to-brain pathway exists, and found that the transfer of these compounds into the olfactory bulb, brain and blood was increased. These results suggest that ionic liquids are useful materials for the design of intranasal formulations targeting the brain.
Since the ionic liquid is viscous and difficult to be sprayed with a general nasal device, the ionic liquid was encapsulated in porous silica, which is an absorbent, under optimal conditions. As a result, it was possible to design an ionic liquid-containing powder nasal administration formulation that exhibited excellent flowability and could be sprayed with a general nasal device.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超高齢化社会への突入により増加傾向にある難治性中枢性疾患の治療薬に対するニ-ズは増加の一途である.本研究では,経鼻投与した薬物の脳移行性に及ぼす影響とその製剤化技術ならびに性能を明らかにしたことで,これら疾患に対する治療薬の開発を促進する一助となることが期待される.また,脳移行性の乏しさから開発を断念した化合物や,市販された脳標的医薬品のリポジショニングするための製剤設計にも貢献し得る知見であると考えられた.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Application of ionic liquid to enhance the nose-to-brain delivery of etodolac2023

    • Author(s)
      Tanigawa H., Suzuki N., Suzuki T.
    • Journal Title

      European Journal of Pharmaceutics Science

      Volume: 178 Pages: 106290-106290

    • DOI

      10.1016/j.ejps.2022.106290

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 多孔性シリカへの封入によるイオン液体の粉末化に調製条件や多孔性シリカの種類が及ぼす影響2023

    • Author(s)
      神谷千悠,鈴木直人,栃木杏友,長友太希,鈴木豊史
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 多孔性シリカへのコリン/リンゴ酸 イオン液体の封入に及ぼす撹拌温度の影響2022

    • Author(s)
      福島啓太,神谷千悠,鈴木直人,橋崎要,長友太希,鈴木豊史
    • Organizer
      日本薬剤学会第37年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 粘稠性を有するイオン液体のハンドリング性の改善を目的とした多孔性シリカへの封入2022

    • Author(s)
      神谷千悠、鈴木直人、長友太希、鈴木豊史
    • Organizer
      第66回 日本薬学会 関東支部大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 製剤化を目的としたコリンおよびリンゴ酸からなるイオン液体の多孔性シ リカへの封入2022

    • Author(s)
      福島啓太,鈴木直人,神谷千悠,鈴木豊史
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] エトドラクへのイオン液体の適用が経鼻投与後の鼻腔内滞留性および能移行性に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      谷川寛明,鈴木直人,山下友季,鈴木豊史
    • Organizer
      日本薬剤学会 第36年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] コリン/リンゴ酸イオン液体に溶解したイヌリンの経鼻投与後の脳移行性ならびに製剤化に関する基礎検討2021

    • Author(s)
      福島啓太,鈴木直人,藤井美波,鈴木豊史
    • Organizer
      第65回日本薬学会関東支部大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 経鼻投与によるイヌリンの脳内送達に及ぼすコリン/リンゴ酸からなるイオン液体の影響2020

    • Author(s)
      鈴木直人、井上緋菜、藤井美波、金沢貴憲、鈴木豊史
    • Organizer
      第36回日本DDS学会学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] コリン/リンゴ酸からなるイオン液体の経鼻投与がイヌリンの嗅球および脳移行性に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      藤井美波、鈴直人、井上緋菜、金沢貴憲、鈴木豊史
    • Organizer
      第64回日本薬学会関東支部大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] 新規モダリティ医薬品のための 新しいDDS技術と製剤化2023

    • Author(s)
      鈴木直人(共著)
    • Total Pages
      580
    • Publisher
      ㈱技術情報協会
    • ISBN
      9784861049361
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 日本大学薬学部ホームページ:科学研究補助金Case Study44

    • URL

      https://www.pha.nihon-u.ac.jp/research/about/activity/case-study44/

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  • [Remarks] 日本大学薬剤学研究室ホームページ:研究テーマ:N2Bを指向した製剤設計

    • URL

      http://yakuzai.pha.nihon-u.ac.jp/theme/theme-02/

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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