2021 Fiscal Year Research-status Report
A redesigned pulmonary formulation platform: Preparation of carrier particles with advanced alveolar transportability
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21K06504
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| Research Institution | Osaka Medical and Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
戸塚 裕一 大阪医科薬科大学, 薬学部, 教授 (50312963)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
門田 和紀 大阪医科薬科大学, 薬学部, 准教授 (50709516)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 吸入粉末剤 / フィトグリコーゲン / リファンピシン / コンポジット粒子 / マトリックス / 噴霧乾燥法 / 実験計画法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、医薬品開発において、低分子化合物の開発難易度が上昇し、経口投与以外による投与経路を利用した製剤開発が期待されている。経肺投与製剤は、薬効の発現が早く、気管支喘息などの肺局所治療だけでなく、全身性疾患治療にも応用可能である。経肺投与製剤のうち、吸入粉末剤（Dry powder inhaler: DPI）は携帯性に優れ、吸入しやすい利点を有するが、現行市販品の製剤処方による吸入粉末剤は気管支までの到達が限度であり、薬物を肺深部炎症部位に直接到達可能なキャリアの開発には至っていない。
本年度は、薬物と添加剤との間で複合粒子（コンポジット粒子）を作製し、粒子径や形状などの粒子物性を制御した粒子設計を目的として、生体適合性および安全性の高い添加剤の可能性を広げるために、高分子多糖類であるフィトグリコーゲンに着目し、薬物との複合粒子調製を試みた。フィトグリコーゲンはグルコースが高度に枝分かれし、溶液中で樹状のような構造を持つことが知られている。フィトグリコーゲンを添加剤として用い、噴霧乾燥法によりマトリックス型の機能性を持った粒子を設計した。効率的な成果を得るために、実験計画法を用いて、複合粒子作製のための噴霧乾燥法によるDPI製剤の重要な因子を特定し、医薬品を含有した、理想的な吸入特性及び生産性を持つDPI製剤の開発のトライアルを実施した。その結果、疎水性薬物であるリファンピシンとフィトグリコーゲンを含む複合粒子を噴霧乾燥により調製し、粒子物性の制御および吸入特性の向上に成功している。
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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
本研究は、以下の計画が大きな課題である。
（１）実験計画法による処方最適化、データマイニングによる最適調製条件改善
（２）調製粒子のin vitro物性評価・形態学的評価とin silico形態学的解析
本年度の課題は主に（１）について取り組まれたものであり、実験計画法を用いてフィトグリコーゲンを基剤とした吸入粉末製剤について噴霧乾燥工程の最適化および肺胞への送達性向上条件について検討した。特に、噴霧乾燥工程における因子のうち、乾燥温度、送液速度、気流速度が製剤の粒子物性に与える影響について検討し、気流速度が吸入粉末製剤の粒子径に与えた影響が最も統計的に高かった。さらに、実験計画法から応答曲面を生成し、肺胞への送達性を最も向上させたフィトグリコーゲン基剤の吸入粉末製剤を調製するための因子を最適化した。フィトグリコーゲンをプラットフォームとする、多孔質粒子及び大きなリンクル粒子を作製した。 興味深いことに、多孔質粒子と比較して、リンクル粒子は、肺胞までより効率的に薬物を送達することができ、研究成果はEuro.J. Pharm.Biopharm.,167, 116-126 (2021)に投稿した。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度以降は、（２）調製粒子のin vitro物性評価・形態学的評価とin silico形態学的解析に挑戦していく予定である。in vitro物性評価・形態学的評価においては、共同研究者である門田博士との研究を展開させていく予定であり、特に形態学的評価について、最新の透過型電子顕微鏡を用いて研究を発展させる。また、in silico形態学的解析に関しては、研究協力者のTERO博士が、コロナ感染症の影響で来日できずに進んでいなかったが、２０２１年１０月に渡航できたため、来年度以降に発展させていく予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ感染症の影響が続き、学会への参加、共同研究先への研究実施のための出張等も自粛せざるを得なかったため、旅費を全く実行していない。しかし、本年度は国際学会への参加や共同研究先への出張も予定している。また、研究協力者のTERO博士の来日渡航も遅れていたが、２０２１年１０月に来日できたため、今後は研究費用も必要となる。
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Research Products
(4 results)
