2017 Fiscal Year Annual Research Report
Custom-made design of inhaled dry powder could realize personalized medicine of respiratory disease
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16K21500
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| Research Institution | Osaka University of Pharmaceutical Sciences |
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Principal Investigator |
門田 和紀 大阪薬科大学, 薬学部, 講師(移行) (50709516)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 数値シミュレーション / 吸入粉末製剤 / 中空粒子 / 形態制御 / 個別化医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年増加する各種呼吸器疾患に対して、個別化医療推進を目指すため、各疾患および患者に応じたカスタムメイドの吸入粉末剤の粒子設計を目指した。
本年度は、添加剤として、使用実績のあるデキストランを使用し、異なる分子量あるいは粘度を変化させ、溶液物性を制御して噴霧乾燥により、様々な粒子形態の吸入粉末製剤設計を実施した。今回使用したデキストラン分子量は20万あるいは30万であったため、分子量の差が粒子形態に及ぼす影響はほとんど認められなかったが、濃度を変化させることで、噴霧乾燥前の溶液粘度が変わるために、中空粒子の作製に成功した。対象としている肺結核治療薬であるリファンピシンについては肺深部への到達性向上が求められるため、できるだ比表面積を大きくし、幾何学的粒子径が大きいものが望まれるが、溶液粘度の制御によってそれが可能であることを示した。
一方で、数値シミュレーションを用いて、患者を想定し、流入速度や速度パターンを変化させ、気管支内での空気流れや粒子挙動について解析した。始めに、吸入速度を一定にし、流量として喘息患者を対象とした28.3 L/min、老人を対象とした40 L/min、健常人を対象とした60 L/minに変化させ解析を行った。その後、吸入速度を経時的に変化させ、同様に解析を行い、各吸入パターンにおける流体挙動および薬物の沈着挙動を比較した。その結果、一定速度、パターンのある速度のいずれにおいても空気流量は右葉の方が左葉に比べ大きかった。また、一定速度での吸入時に比べ、経時的に吸入量を変化させると、気管支分枝部において沈着率が大きくなった。これは、パターンのある吸入では吸入終了時に、気管支分枝部において乱流が発生しており、粒子の沈着が増大したためと考えられた。以上より、吸入パターンは肺内の流体挙動や粒子沈着に影響を及ぼすことが明らかとなった。
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