2017 Fiscal Year Research-status Report
ナノ粒子の再分散/肺送達に適した吸入粉末製剤化及び体内動態/安全性の包括的評価
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17K08258
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
奥田 知将 名城大学, 薬学部, 助教 (20513857)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / 吸入粉末剤 / 再分散 / 粉末微粒子設計 / 肺内デリバリー / 噴霧急速凍結乾燥法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度には、ナノ粒子の再分散性と肺送達性の双方に優れた吸入粉末剤の開発に向けて、ナノ粒子の物性・賦形剤の種類・製造法が異なる種々の粉末微粒子を製造し、水中で溶解後に再分散したナノ粒子の粒子径測定および粉体物性評価の結果に基づいて処方・製造条件の適合範囲について検証した。
賦形剤の種類について、評価した中でトレハロース (Tre)が最もナノ粒子の再分散に適しており、肺送達性および耐吸湿性の向上が期待できるロイシン (Leu)で50 wt%まで置換しても、ナノ粒子の高い再分散性を維持できることを見出した。ナノ粒子の物性について、表面修飾した官能基として『カルボキシル基修飾 > アミノ基修飾 > 未修飾』の順でナノ粒子の再分散性が高い結果が得られ、表面電荷と再構築性の間に相関関係が認められたのに対し、粒子径による再分散性への明確な影響は認められなかった。製造法について、噴霧乾燥法よりも噴霧急速凍結乾燥 (SFD)法の方がナノ粒子の再分散に適した粉末微粒子を得られることが示唆された。
以上の結果を基に、カルボキシル基修飾ナノ粒子の含量およびTreとLeuの混合比を変えて製造したSFD微粒子について、粉体物性評価を進めた。製造した粉末微粒子は、すべて直径が約5-10 μmでSFD法特有の中空多孔性に富む球状構造であり、非晶質化していることを確認した。これらのSFD微粒子の吸湿性について、保存時の一般的な温湿度環境では吸湿し難い一方、肺内の高温・高湿度環境では吸湿して肺内沈着性が高まる可能性を有していた。吸入特性について、Leuの混合比が増加するにつれて、SFD微粒子の肺治療域到達性ならびに肺深部送達性の両方が向上する傾向が認められた。一方、ナノ粒子の含量が増加するにつれて、SFD微粒子の肺深部送達性は低下するものの、肺治療域到達性については維持される傾向にあった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度には当初の研究実施計画どおり、『ナノ粒子含有粉末微粒子の調製』『ナノ粒子含有粉末微粒子の粒子形状・粒子径』『再構築したナノ粒子の物性』『ナノ粒子含有粉末微粒子の吸入特性』の計4項目に着手し、ナノ粒子の再分散性と肺送達性の双方に優れた吸入粉末剤の開発に適した処方・製造条件の適合範囲を明らかにした。また、当初の計画以上の成果として、ナノ粒子含有粉末微粒子の結晶性ならびに吸湿性について評価し、粉体物性をより明確にすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究実施計画どおり、来年度には『ナノ粒子のin vitro細胞内取り込み・細胞毒性 (マイクロプレート)』『ナノ粒子のin vitro膜透過性・細胞毒性 (細胞単培養系、トランスウェル)』の計2項目、再来年度には『ナノ粒子のin vitro膜透過性・細胞毒性 (細胞共培養系、トランスウェル)』『ナノ粒子のin vivo肺内動態・肺障害性』の計2項目について検討していく予定である。また、ナノ粒子の再分散性のさらなる向上を目的として、ナノ粒子の表面コーティングによる効果についても検証していきたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
【理由】次年度以降に行う細胞実験および動物実験に要する費用が高額になると予想され、持ち越す方が適当と判断したため。
【使用計画】試薬、実験動物、細胞培養品など研究用の物品購入費に充てる。
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