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2023 Fiscal Year Research-status Report

Development of drug-rich phase-coexisting lipid nanoparticle formulations based on elucidation of molecular mechanism of liquid-liquid phase separation phenomenon of drugs

Research Project

Project/Area Number 22K06545
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

植田 圭祐  千葉大学, 大学院薬学研究院, 助教 (40755972)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 東 顕二郎  千葉大学, 大学院薬学研究院, 准教授 (40451760)
森部 久仁一  千葉大学, 大学院薬学研究院, 教授 (50266350)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords薬物濃縮相 / 液-液相分離 / 脂質ナノ粒子 / 過飽和 / Cryo-TEM / NMR
Outline of Annual Research Achievements

令和5年度は昨年度までに検討で調製した薬物濃縮相共存型の脂質ナノ粒子製剤についてNMRを用いた分子状態評価を行い、水相、エマルション液滴相、薬物濃縮相中の各成分の分子状態評価を行った。まず初めにLabrafil M1944 CS (M1944)を用いて調製した脂質ナノ粒子製剤について評価を行った結果、エマルション液滴を含めた水相中の薬物の分子環境が疎水性へと変化し、多くの薬物がM1944の形成するエマルション液滴に分配していることが示された。一方、M1944に由来するNMRピークは薬物濃縮相形成時においても水相中に観測された。更に薬物濃縮に由来するピークもM1944の添加により変化せず、薬物濃縮相中の薬物の分子状態はM1944の有無にかかわらず一定であり、M1944はエマルション液滴と共存する薬物濃縮相中にほとんど分配しないことが示された。一方、LabrafacTM PG (PG)を用いて調製した脂質ナノ粒子中で形成された薬物濃縮相中の薬物の分子状態はPGの共存により大きく変化していることが示された。更にNMRを用いてPGの分子環境の変化についても評価した結果、薬物濃縮相の形成によりエマルション液滴に由来するPGピークの減少が認められ、PGが薬物濃縮相中に多く分配することが示された。以上の結果から脂質ナノ粒子製剤中で形成された薬物濃縮相の分子状態は共存するoil成分によって大きく変化し、薬物濃縮相中へのoilの分配はバルクの水中における薬物の最大過飽和度を低下させるリスクがあることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初予定した薬物濃縮相形成型の脂質ナノ粒子製剤のNMRによる分子状態評価まで終えることができた。

Strategy for Future Research Activity

令和6年度は薬物濃縮相物性の変化が薬物の膜透過性やバルクの水中における過飽和形成に及ぼす影響を評価する予定である。

Causes of Carryover

年度末の薬学会の出張経費に変更があったため、来年度の学会発表における経費に充当予定である。

  • Research Products

    (33 results)

All 2024 2023

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Mechanistic Analysis of Temperature-Dependent Curcumin Release from Poly(lactic-co-glycolic acid)/Poly(lactic acid) Polymer Nanoparticles2024

    • Author(s)
      Sunazuka Yushi、Ueda Keisuke、Higashi Kenjirou、Wada Koichi、Moribe Kunikazu
    • Journal Title

      Molecular Pharmaceutics

      Volume: 21 Pages: 1424~1435

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.3c01066

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantitative Investigation of Intestinal Drug Absorption Enhancement by Drug-Rich Nanodroplets Generated via Liquid?Liquid Phase Separation2024

    • Author(s)
      Yoshikawa Etsushi、Ueda Keisuke、Hakata Rei、Higashi Kenjirou、Moribe Kunikazu
    • Journal Title

      Molecular Pharmaceutics

      Volume: 21 Pages: 1745~1755

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.3c01078

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystallization of Amorphous Nifedipine Under Isothermal Conditions: Inter-laboratory Reproducibility and Investigation of the Factors Affecting Reproducibility2023

    • Author(s)
      Miyazaki Tamaki、Mizoguchi Ryo、Ueda Keisuke、Shinozaki Taeko、Kamoto Mie、Takeda Yoshihiro、Sakuma Satoshi、Ito Naoya、Momo Michiko、Kawakami Kohsaku
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      Volume: 112 Pages: 2703~2716

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2023.06.002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of a ternary amorphous solid dispersion using hot-melt extrusion for obtaining a stable colloidal dispersion of amorphous probucol nanoparticles2023

    • Author(s)
      Hanada Naho、Higashi Kenjirou、Zhao Zhijing、Ueda Keisuke、Moribe Kunikazu
    • Journal Title

      International Journal of Pharmaceutics

      Volume: 640 Pages: 122959~122959

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2023.122959

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vapor-Phase-Mediated Encapsulation of Guest Drug Molecules in the Hexagonal Columnar Form Structure of Polyethylene Glycol/γ-Cyclodextrin-Polypseudorotaxane2023

    • Author(s)
      Kundu Sudeshna、Higashi Kenjirou、Takamizawa Makoto、Ueda Keisuke、Moribe Kunikazu
    • Journal Title

      Crystal Growth & Design

      Volume: 23 Pages: 6119~6129

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.3c00619

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular-Level Structural Analysis of siRNA-Loaded Lipid Nanoparticles by <sup>1</sup>H NMR Relaxometry: Impact of Lipid Composition on Their Structural Properties2023

    • Author(s)
      Ueda Keisuke、Sakagawa Yui、Saito Tomoki、Fujimoto Taiki、Nakamura Misaki、Sakuma Fumie、Kaneko Shun、Tokumoto Taisei、Nishimura Koki、Takeda Junpei、Arai Yuta、Yamamoto Katsuhiko、Ikeda Yukihiro、Higashi Kenjirou、Moribe Kunikazu
    • Journal Title

      Molecular Pharmaceutics

      Volume: 20 Pages: 4729~4742

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.3c00477

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] リポソームへのdoxorubicin封入率にPEG修飾が及ぼす影響の評価2024

    • Author(s)
      藤本 泰輝, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 森部 久仁一
    • Organizer
      PF研究会「物質・生命研究における小角散乱法の展開:現状と展望のための討論会」
  • [Presentation] PEG修飾によるdoxorubicin封入リポソームの形態変化メカニズム評価2024

    • Author(s)
      藤本 泰輝, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 森部 久仁一
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡を用いたイリノテカン封入リポソームの力学的特性評価2024

    • Author(s)
      喜田 浩平, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 森部 久仁一
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] 固体NMR緩和時間測定を用いた第二薬物混合によるfelodipine結晶化抑制メカニズムの解明2024

    • Author(s)
      菅原 日向, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 森部 久仁一
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] 脂質/γ-シクロデキストリン温度応答性ナノ粒子への薬物封入2024

    • Author(s)
      関 優太, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 森部 久仁一
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] 脂質ナノ粒子のpH依存的な構造変化にイオン化脂質が及ぼす影響2024

    • Author(s)
      酒川 優泉, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 森部 久仁一
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] Ritonavirの非晶質溶解度に第2薬物が及ぼす影響の熱力学的解析2024

    • Author(s)
      植田 圭祐, 金子 舜, 東 顕二郎, 森部 久仁一
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] 溶液1H NMR測定によるリポソーム界面へ修飾されたPEGの局在評価2024

    • Author(s)
      東 顕二郎, 仲村 美咲, 植田 圭祐, 森部 久仁一
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] Poloxamer 407のミセル及びゲル特性にacetaminophen封入が及ぼす影響2023

    • Author(s)
      佐久間 文絵, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 庵原 大輔, 平山 文敏, 森部 久仁一
    • Organizer
      日本薬剤学会 第38年会
  • [Presentation] 溶液1H NMR測定を用いたリポソーム界面へ修飾したPEGの分子状態評価2023

    • Author(s)
      仲村 美咲, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 森部 久仁一
    • Organizer
      日本薬剤学会 第38年会
  • [Presentation] 薬物の過飽和溶解領域の定量的理解2023

    • Author(s)
      植田 圭祐
    • Organizer
      経口剤のBEに関する検討会(BE検討会)特別講演会
    • Invited
  • [Presentation] NMRを用いた脂質ナノ粒子への核酸封入機構の解明2023

    • Author(s)
      植田 圭祐, 西村 公樹, 武田 純平, 新井 勇太, 山本 克彦, 池田 幸弘, 東 顕二郎, 森部 久仁一
    • Organizer
      第39回日本DDS学会
  • [Presentation] Acetaminophen封入がpoloxamer 407のミセル及びゲル特性に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      佐久間 文絵, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 庵原 大輔, 平山 文敏, 森部 久仁一
    • Organizer
      新製剤技術とエンジニアリングを考える会 第20回技術講演会
  • [Presentation] Acetaminophen封入poloxamer 407ミセルの結晶構造とゲル物性の関連性評価2023

    • Author(s)
      佐久間 文絵, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 庵原 大輔, 平山 文敏, 森部 久仁一
    • Organizer
      日本薬剤学会 第48回製剤・創剤セミナー
  • [Presentation] 過飽和製剤による難溶性薬物の経口吸収改善メカニズム2023

    • Author(s)
      植田 圭祐
    • Organizer
      第67回 日本薬学会 関東支部会 若手シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] ナノ製剤の品質評価基盤を支える粒子径評価技術2023

    • Author(s)
      植田 圭祐
    • Organizer
      第67回 日本薬学会 関東支部会 ランチョンセミナー
    • Invited
  • [Presentation] PEG修飾がdoxorubicin封入リポソームの薬物封入効率及び形態変化に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      藤本 泰輝, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 森部 久仁一
    • Organizer
      第67回 日本薬学会 関東支部会
  • [Presentation] 分子動力学計算を用いた Eudragit? Eによる薬物可溶化機構の解明2023

    • Author(s)
      齊藤 智輝, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 奥脇 弘次, 古石 誉之, 福澤 薫, 米持 悦生, 森部 久仁一
    • Organizer
      第67回 日本薬学会 関東支部会
  • [Presentation] 溶液?H NMRによるナノエマルション中の薬物封入状態の定量的評価2023

    • Author(s)
      富田 紗枝子, 砂塚 裕志, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 森部 久仁一
    • Organizer
      第67回 日本薬学会 関東支部会
  • [Presentation] NMR緩和時間測定によるritonavir結晶多形・非晶質の局所構造評価2023

    • Author(s)
      鈴木 雅人, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 森部 久仁一
    • Organizer
      第67回 日本薬学会 関東支部会
  • [Presentation] 溶液NMRによる薬物過飽和溶解領域の定量的解析2023

    • Author(s)
      植田 圭祐, 東 顕二郎, 森部 久仁一
    • Organizer
      第40回製剤と粒子設計シンポジウム
  • [Presentation] 異なる薬物の共存がritonavirの液-液相分離及び非晶質溶解度に与える影響の評価2023

    • Author(s)
      金子 舜, 植田 圭祐, 東 顕二郎, 森部 久仁一
    • Organizer
      第40回製剤と粒子設計シンポジウム
  • [Presentation] NMR-based characterization of liquid-liquid phase separation of supersaturated drug2023

    • Author(s)
      Ueda, K.
    • Organizer
      International Conference on Science and Technology of Pharmaceutical Glass
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Correlation between drug molecular state in cyclodextrin-polypseudorotaxane complexes and its sublimation rate2023

    • Author(s)
      Kundu, S., Ueda, K., Higashi, K., Moribe, K.
    • Organizer
      International Conference on Science and Technology of Pharmaceutical Glass
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Solid-state NMR relaxometry for characterizing amorphous drug formulations2023

    • Author(s)
      Ueda, K.
    • Organizer
      9th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems (9 IDMRCS)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Formation and stabilization mechanism of colloidal dispersions of drug nanoparticles obtained from ternary solid dispersions2023

    • Author(s)
      Higashi, K., Ueda, K., Moribe, K.,
    • Organizer
      Asisan Federation for Pharmaceutical Sciences 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of PEG modification on drug encapsulation efficiency and morphology of doxorubicin-loaded liposome2023

    • Author(s)
      Fujimoto, K., Ueda, K., Higashi, K., Moribe, K.
    • Organizer
      Asisan Federation for Pharmaceutical Sciences 2023
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-12-25  

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