2020 Fiscal Year Research-status Report
Design and pharmacokinetic evaluations of polymeric carrier-based nano formulations for inhalation
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20K07180
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
佐藤 秀行 静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (70739242)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 吸入製剤 / ナノ粒子 / 機能性ポリマー / プリンタ技術 / 経肺 DDS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，抗体，タンパク，ペプチド及び核酸医薬品等，近年極めて重要性が高くなっているが注射等の侵襲的投与経路以外に有効な投与経路が存在していないバイオ医薬品に対する有効かつ安全な新規経肺 DDS 製剤の戦略的開発を目的とする．粉末吸入製剤は，バイオ医薬品の新たな投与形態として期待されるが，肺内における複雑な異物排除機構のため，吸入した微粒子の肺内における粒子動態や薬物動態は未だ不明な点が多く，肺からの薬物吸収制御を極めて困難なものとしている．本研究課題では，最新のナノテクノロジーとイメージング技術を駆使し，肺内における微粒子動態および薬物動態を制御可能な革新的経肺 DDS プラットフォームの開発に挑戦するものである．具体的には，下記の課題を解決すべく鋭意検討を行っている (2020 年度の研究概要)．
① 肺内における粒子・薬物動態制御を指向した機能性高分子ナノキャリア設計：本年度は，モデル薬物として難水溶性ペプチドである cyclosporine A を使用した粒子設計を行い，粘液透過性・付着性を有する薬物封入ナノキャリアについて処方最適化を行った．
② 呼吸器内の部位特異的な粒子送達を実現する吸入用微粒子開発：ナノ粒子搭載型の吸入用微粒子設計を達成すべく，ナノ粒子懸濁液をプリンタ技術を応用した粒子設計技術である Fine droplet drying 工法にて検討を実施した．
③ バイオイメージングによる機能性ナノキャリア搭載吸入剤の肺内粒子動態解析：In vivo イメージング用に使用する蛍光物質の物性評価ならびに評価結果に基づいた候補物質の選定を行った．
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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
計画段階で予定していた 2020 年度中における検討項目については概ね順調に進捗しており，今後の発展に必要となる根幹技術については多くの部分について確立に成功している．
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| Strategy for Future Research Activity |
2020 年度における検討では，機能性ナノキャリアの処方最適化，吸入用微粒子への応用検討，バイオイメージングに使用する蛍光物質の選定を実施した．今後は，開発した機能性ナノキャリアの物理化学的特性評価，すなわち分散特性，粘液中分散性，安定性，粒度分布をはじめとする基本的な評価を行っていく．さらに，吸入用微粒子については，in vitro 人工気道モデルであるカスケードインパクターを使用した吸入特性評価を行っていく．また，選定した蛍光物質である P2 について，ナノキャリアへの封入特性，封入後の安定性等の特性を網羅的に評価予定である．これらについて評価した後，実際に実験動物としてラットを使用した in vivo 評価を実施していきたいと考えている．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響のため，予定していた国内・国外学会への出張旅費分の使用に関してずれが生じた．翌年度繰り越し分に関しては，現在，吸入用微粒子設計の検討で想定していたよりも使用する機能性ポリマーのロスが大きい (粒子の回収率が低い) ため，その部分を補填するための費用として使用していく予定である．
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