Development of a novel preparation method for inhalation powders using electrospinning technique

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K15263
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
• Research Institution: Gifu Pharmaceutical University
• Principal Investigator: Ito Takaaki 岐阜薬科大学, 薬学部, 助教 (20878160)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: エレクトロスピニング / 電界紡糸法 / 吸入治療 / 吸入粉末剤 / バイオ医薬 / 核酸医薬 / 製剤設計

Outline of Final Research Achievements

Dry powder inhalers (DPIs) have excellent storage stability. However, some conventional DPI formulation processes require heating, which may damage high molecular weight drugs such as proteins. In this study, we developed a novel DPI preparation process that avoids the use of heat using the electrospinning technique. Dry powders were prepared by cryomilling nanofiber mats containing a protein as the model drug. As a result, cryomilled nanofiber mats containing the protein exhibited greater enzymatic activity than a nebulized protein solution. This novel DPI formulation process may facilitate the efficient inhalation therapy of protein drugs.

Free Research Field

薬剤学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

エレクトロスピニング（ES）法は装置のノズルから放出された試料溶液が、コレクターに捕集される過程でナノファイバー固化するため、熱を必要とせずあらゆる薬物を粉末固化できる。微粒子化方法は、凍結粉砕やジュールトムソン効果を利用したジェットミルなど、熱が発生しない技術が確立されている。以上の点から、ES法ファイバーマットの微粒子化は抗体医薬や核酸医薬など熱に弱い薬物との親和性が高い。吸入粉末剤（DPI）におけるES法の利用価値を実証できれば、抗体医薬や核酸医薬に対するDPI開発のブレイクスルーが期待できる。