2018 Fiscal Year Research-status Report

親水性面と疎水性面を併せ持つ高分子ナノフィルムの開発とそのDDSへの応用

Research Project

Project/Area Number	17K08242
Research Institution	Gifu Pharmaceutical University
Principal Investigator	近藤伸一岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (90240944)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	笹井泰志岐阜薬科大学, 薬学部, 准教授 (60336633) 土井直樹岐阜薬科大学, 薬学部, 助教 (00781436)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	高分子ナノフィルム / リン脂質自己組織化膜 / 架橋反応 / 動的光散乱測定 / 薬物放出
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、流動性のあるリン脂質自己組織化膜を利用して、親水性面と疎水性面を有する大きさおよび厚みがナノスケールである両親媒性有機高分子ナノフィルムの開発をめざすものである。前年度に続き、有機高分子ナノフィルムの合成およびそのサイズ・形状の評価を行うとともに、モデル薬物の封入についても検討を行った。 6―アミノシクロデキストリン誘導体（CD-A）を用いて、架橋条件によるナノフィルムのサイズ制御について検討行った。CD-Aを流動性のあるリン脂質膜上に固定化後、30℃あるいは5℃にて24時間架橋反応を行い、高分子ナノフィルムを分離・精製後、動的光散乱（DLS)測定により、ナノフィルムのサイズについて評価を行った。まず調製条件による粒子サイズの差異について検討したところ、30℃にて調製した高分子ナノフィルムのpH7.4リン酸緩衝液中でのサイズは、約160nmの大きさであったのに対し、5℃にて調製した高分子ナノフィルムでは、約300nmとより大きな粒子であることが明らかとなった。この結果は、低温の方が効率的に架橋反応が進行することを示唆しており、活性エステルの分解が抑制されるためと考えられる。また、モデル薬物として5-フルオロウラシル（5-FU）を用いて、薬物を担持した高分子ナノフィルムの構築を行った。pH7.4で調製した薬物担持高分子ナノフィルムの粒子サイズは300nm程度であり、pH7.4での薬物の溶出は検出範囲内において認められなかった。pH5の緩衝液中に高分子ナノフィルムを浸漬すると、封入した薬物の約20％が放出されることが明らかとなった。DLS測定の結果、pH5における高分子ナノフィルム粒子サイズは約500nmであり、高分子ナノフィルムの膨張により水の流入が起こり、薬物が放出されたものと考えられる。今後、pH応答性などの機能性を付与し、より効率的な薬物放出達成を目指す。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 平成30年度においては、6―アミノシクロデキストリン誘導体（CD-A）を用いて、調製条件と高分子ナノフィルムの粒子サイズについて検討し、より低温下での反応条件において効率的に架橋反応が進行することを見出した。また、高分子ナノフィルム中へのモデル薬物の封入も可能であり、pH5の酸性条件下において封入量の約20％が放出されることが明らかとなった。前年度と同様、高分子ナノフィルムのサイズ制御については、今後も反応条件の検討を重ねるが、より効率的な薬物放出制御の観点から、pH応答性部位の導入などを検討して、ドラッグキャリアとして応用を鋭意進める。
Strategy for Future Research Activity	前年度までに検討した高分子ナノフィルムのサイズ制御については、反応条件の検討からサイズ制御の目処が立ったので、今後はさらに、架橋剤の鎖長による高分子ナノフィルムサイズの制御や形状についても検討を進める。前年度において高分子ナノフィルムへのモデル薬物の封入が可能であり、pHにより放出制御が可能であることを明らかにした。2019年度では、より定量的な薬物放出を達成するようpH応答性官能基などの導入を検討するとともに、モデルガン細胞への薬物担持高分子ナノフィルムの適用についても検討する。
Causes of Carryover	前年度において、消耗品として薬物の購入を行わなかったこと、細胞を用いた研究を行わなかったため差額が生じた。本年度は、薬物封入実験をより多く行い薬物放出制御を達成するとともに、モデルがん細胞に対する細胞毒性実験も併せて展開し、翌年度分として請求した助成金と合わせて研究費の使用を行う。