2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of fluoride-containing oral mucoadhesive patch for the prevention of lifestyle-related diseases caused by dental caries
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19K10457
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| Research Institution | Tokyo University of Science, Yamaguchi |
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Principal Investigator |
小野 浩重 山陽小野田市立山口東京理科大学, 薬学部, 教授 (90368704)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩田 澄子 就実大学, 薬学部, 教授 (00368698)
加地 弘明 就実大学, 薬学部, 准教授 (10368706)
通阪 栄一 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (40363543)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | フッ化物イオン / HSA / ヤシ油 / パッチ製剤 / ミュータンス菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、う蝕予防を目的としたフッ化物含有口腔粘膜付着性パッチ製剤を開発するため、フッ化物の放出特性及びう蝕及び歯周病の原因菌であるStreptococcus mutans（St. mutans）に対するパッチ製剤の増殖抑制能を検討しており、フッ化物放出制御に関わるゲル化剤HSA (12-ヒドロキシステアリン酸)の含有濃度の違いがフッ化ナトリウムの放出性に影響することを確認している。また、フッ化物含有S/Oサスペンションの油相成分に大豆油、オリーブ油、ヤシ油を用いてSt.mutansに対する影響を検討した結果、大豆油、オリーブ油では増殖抑制効果はみられず、ヤシ油では高用量添加群で増殖抑制効果が確認されている。今回、3種の油相成分を用いてフッ化物含有パッチ製剤を調製し、St.mutansに対するHSA及び油相成分の影響を濁度測定法により検討した結果、オリーブ油添加群、大豆油添加群では添加3～4時間後までSt.mutansの増殖傾向が見られ、2つの油相にフッ化物を添加した群では低濃度HSA0.05g/mL、高濃度0.3g/mL群とも増殖抑制は見られなかった。一方、ヤシ油のフッ化物無添加群ではSt.mutansの増殖抑制はみられなかったものの、フッ化物を含有したHSA添加群ではコントロール群に比べて増殖抑制効果が見られ、HSA 0.3 g/mL添加群ではHSA0.05 g/mL添加群に比べて有意な増殖抑制効果が認められた。本要因として、高濃度HSA添加群では低濃度HSAに比べてSt.mutansの増殖に合ったフッ化物イオンの放出であったこと、ヤシ油の脂肪酸の約50%を占めるラウリン酸がSt.mutans 増殖抑制効果を示す一因であると考えられる。本結果より、高濃度HSAを添加したヤシ油がフッ化物含有パッチ製剤の組成成分として最も適していることが示唆された。
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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
HSA濃度の異なる3群のフッ化物含浸口腔粘膜付着性パッチ製剤調製後、ディスク法を用いてSt.mutansに対する感受性試験を行った結果、低濃度HSAの0.05g/mlの阻止円直径は約20 mm、中濃度HSAの0.2g/mlの阻止円直径は約12 mm、高濃度HSA0.5g/mlの阻止円直径は約7.1 ㎜であり、高濃度HSA製剤では十分なSt.mutans増殖抑制効果を示さないことが確認されている。一方、フッ化物イオンの徐放性の検討では、低濃度のHSA添加群のフッ化物イオンの放出ピーク時間は添加後1時間で約1,400μg/L、高濃度のHSA添加群のフッ化物イオンの放出ピーク時間は添加6時間後でフッ化物イオン濃度は約11μg/Lであり、HSA添加濃度の増加によりフッ化物イオンの徐放化が見られた。また、St.mutans増殖に大豆油の関与が示唆されたため、大豆油のほか、オリーブオイル、ヤシ油を用いてフッ化物含有パッチ製剤を調製し、St.mutansに対する油相成分の影響を濁度測定法により検討した。その結果、大豆油、オリーブオイルを用いたフッ化物添加群では、低濃度HSA、高濃度HSA群ともにSt.mutans増殖抑制は見られなかった。一方、ヤシ油を用いたフッ化物添加群では低濃度HSA添加群で5時間後以降、HSA添加群で1時間後よりコントロール群に比べて増殖抑制効果が見られた。ヤシ油のSt.mutans に対する増殖抑制効果は、ラウリン酸のSt.mutans への抗菌作用や唾液酵素による消化が行われた状態でもSt.mutans に対する増殖抑制効果を示すことが要因であると思われる。本結果より、ヤシ油は大豆油やオリーブオイルに比べてSt.mutans増殖抑制効果に優れ、大豆油と同様、フッ化物の徐放化製剤の調製が可能であることが示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．フッ化物至適濃度の検討
これまでの検討により、高濃度HSA添加のヤシ油がSt.mutans増殖抑制効果に優れており、
パッチ製剤の組成成分に適していると考えられる。また、高濃度HSA添加群ではフッ化物イオンの放出制御により徐放化傾向を示す一方、高濃度HSA添加群のフッ素イオンの放出ピーク時間は添加6時間後であり、フッ化物イオン濃度は約11μg/Lと放出量が少ないことからst.mutansの初期の増殖を抑制できないものと思われる。う蝕予防において、口腔内で挿入後から持続的にフッ化物濃度を維持することが重要である。今年度の研究成果をもとに、最終年度となる今年度は油相にヤシ油を用いたS/Oサスペンション含有本パッチ製剤を調製し、フッ化物イオンのピーク時間を口腔内挿入後3～4時間、フッ化物イオン濃度を0.05ppmに設定し、最小発育阻止濃度（MIC)測定により最適なフッ化物濃度を特定する。その後、現在使用しているS/Oエマルションの組成成分にフッ化物イオンの放出促進作用を付与する成分を用い、人工唾液を用いて経時的なフッ化物イオン濃度を測定し、ディスク法によりパッチ製剤のミュータンス菌抑制効果を評価する。
2．粘膜付着性高分子の選定及び付着面積の評価
本研究では、これまで粘膜付着性高分子として使用してきたHPCの他に、高い粘膜付着性が示され、健康食品や食品添加物にも使用されている天然高分子キトサンを使用し、ムチンシートやラット腸管粘膜を用いた粘膜付着時間と粘度を比較検討した上で、パッチ製剤の粘膜付着性高分子を決定する。
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| Causes of Carryover |
2020年度は物品費1,000,000円、旅費100,000円を計上したが、フッ化物含有パッチ製剤の組成成分の検討だけとなったため、フッ化物の最適濃度の検討や安全性評価を行えなかった。また、研究分担者との打ち合わせを対面で1回実施しただけであったため、旅費においても余剰金が発生した。最終年度となる今年度は安全性評価も行うため、2021年度計上予算に追加したいと考えている。
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