2021 Fiscal Year Annual Research Report
Continuous production of nano sized liposomes using multi phase CO2 and countercurrent contact method
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20H02509
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
相田 卓 福岡大学, 工学部, 助教 (00466541)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
シャーミン タンジナ 福岡大学, 工学部, 助教 (00794182)
三島 健司 福岡大学, 工学部, 教授 (40190623)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | リポソーム / 超臨界二酸化炭素 / 連続調整 / 向流接触法 / 超音波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
医療用ナノ・リポソーム（LS）生産の課題は，有機溶剤を使用しない生産性の高い連続式のプロセスの開発である．本研究では，縦型の向流反応器に，圧力条件一定下（8MPa）で高温（60℃）から低温（10℃）まで温度勾配を与え，塔頂から原料 のリン脂質懸濁液，塔底から液体CO2を供給し，リン脂質懸濁液とマルチに相変化した高圧CO2（気相→超臨界相→液相）を向流接触し，超音波を直接照射し，反応メカニズムを解明し，本現象を制御することで高収率にナノLSを連続調製する手法を開発する昨年、１つのモジュールについて、回分式装置である試験機を作成し、超臨界状態（35℃、10MPa）の二酸化炭素において超音波の直接照射が可能であることを確認した。本年度は、このモジュールを基本に、３つ縦置きに連結させた、水と二酸化炭素の連続供給、回収が可能な向流接触式流通装置への改良を行った。モジュールを連結することによる特有の課題も発生した。とくに検討、改良が必要だった項目は（１）各モジュールの温度制御部、（２）送液部と圧力制御部、（３）各モジュールにおける超音波照射部であった。例えば、（３）においては、回分式試作機では、超音波ホーンは、重力方向にモジュール内に固定されるため、高圧条件下でも超音波照射が可能であった。しかし、３つのモジュールを連結させる向流接触装置では、超音波ホーンは、モジュールに対し水平方向から挿入・固定されるため、超音波照射時にホーンに著しく抵抗が発生し、安全装置が作動し停止（オーバーロード）する問題が発生した。本問題に対し、新たに、連結部分を設計・作成することで、オーバーロードが発生しない装置を作成した。次年度は、本装置の健全性の評価、ＬＳの連続調整に向けた検討を行い、反応メカニズムを解明し，高収率にナノLSを連続調製する手法を開発する．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、向流接触式流通装置の開発を行った。向流接触式流通装置は、 三つのモジュールの連結で構成される。昨年は、１つのモジュールについて、回分式装置である試験機を作成し、超臨界状態（35℃、10MPa）の二酸化炭素において超音波の直接照射が可能であることを確認した。本年度は、このモジュールを、３つ縦置きに連結させ、水と二酸化炭 素の連続供給、回収が可能な向流接触式流通装置への改良が容易であると考えたが、運転中の超音波照射の非常停止など、予期できぬ問題が発生し、装置の改良に時間が必要となった。そのため、予定していた計画を装置の健全性の評価、ＬＳの連続調製など行うことができなかった。現在、本問題は解決しており、やや遅れているが、計画を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和４年度は，（１）令和３年度で開発した向流接触式流通装置を用いて、装置の健全性を評価し、向流装置の３つの連結モジュールにおける 温度勾配（高温：70-60℃，中温30-40℃，低温：20-10℃）、圧力、超音波時間，溶媒滞在時間、CO2滞在時間がナノLSの安定性に及ぼす影響を解明し、ナノLSの連続調製の最適条件を探索する．（２）蓄積したデータから相平衡、移動現象、反応速度の評価を行い、現象の定量化を試みる．（３）最後に、薬剤内包ナノLSの調製とその薬理活性評価を行い、本手法の優位性と課題を明らかにする。
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