バイオ燃料電池で自己発電するイオントフォレシス網膜DDSの開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26560232
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 永井 展裕 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30400039)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梶 弘和 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70431525)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: DDS / イオントフォレシス / 網膜疾患

Outline of Annual Research Achievements

バイオ燃料電池を搭載するためのリザーバー形状をCADでデザインし、CAM微細加工機でアクリル板を切削、熱硬化性樹脂のPDMSをキャストして鋳型を作成した。トリエチレングリコールジメタクリレート（TEGDM）をPDMS鋳型にキャストし、UV照射してリザーバーを作成した。昨年度の検討以来、一般的なヒト眼球サイズの平均値を文献で算出し、幅は4.4㎜、厚みは1㎜、デバイス長は19 mmで規格化して作成した。TEGDMリザーバーに燃料電池システムを小型化して搭載する検討を実施してきたが安定した発電を得ることが難しく規格化まで至っていない。一方、予備検討として行ってきた薬剤の電気刺激によるIn vitroウサギ強膜通過促進の検討から、定電流（0.1mA）下でDonor側からAcceptor側へ薬剤が移行することを確認した。そこで薬剤徐放デバイスをウサギ眼に埋植し、血漿と網膜内の薬剤代謝物濃度をLC/MS/MSで測定した。薬剤徐放性を高徐放タイプと低徐放タイプの2種類で検討した結果、薬剤放出量と相関して網膜内濃度と血漿中の薬剤代謝物濃度が相関する傾向にあった。この結果から、眼球を摘出することなくウサギに侵襲性の低い血液採取の方法で薬剤移行性を推定できることが示唆された。デバイスの安定した発電性を得ることができたら、In vivoにおける発電の薬剤移行促進効果を血漿中薬剤代謝物濃度から推定することが可能であると期待できる。

Research Products

• [Journal Article] Polymeric device based on UV-cured poly(ethyleneglycol) dimethacrylates for controlled intraocular drug delivery (2015)
  • Author(s): Nobuhiro Nagai, Yasuko Izumida, Remi Motoyama, Eri Koyanagi, Aya Katsuyama, Shinji Yamada, Hirokazu Kaji, Matsuhiko Nishizawa, Toshiaki Abe
  • Journal Title: Pacifichem2015 abstract Volume: HLTH Pages: 316
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 網膜色素変性症治療を目指した薬剤徐放デバイスの開発 (2016)
  • Author(s): 永井展裕、泉田泰子、梶弘和、勝山綾、西澤松彦、山田慎二、眞島行彦、阿部俊明
  • Organizer: 第15回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場（大阪府大阪市）
  • Year and Date: 2016-03-17 – 2016-03-19
• [Presentation] Controlled drug release device fabricated with PDMS mold-based UV curing of polyethyleneglycol dimethacrylates (2015)
  • Author(s): Shinji Yamada, Nobuhiro Nagai, Hirokazu Kaji, Aya Katsuyama, Matsuhiko Nishizawa, Toshiaki Abe
  • Organizer: BMES 2015 annual meeting
  • Place of Presentation: Tampa, Florida, USA
  • Year and Date: 2015-10-07 – 2015-10-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ウノプロストン経強膜持続投与デバイスの開発 (2015)
  • Author(s): 永井展裕、泉田泰子、梶弘和、勝山綾、西澤松彦、山田慎二、眞島行彦、阿部俊明
  • Organizer: 第35回日本眼薬理学会
  • Place of Presentation: ソラシティカンファレンスセンター（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-09-05 – 2015-09-06
• [Presentation] 低侵襲で持続的な後眼部DDSの開発 (2015)
  • Author(s): 永井展裕
  • Organizer: 第1回東北ドラッグデリバリーシステム研究会
  • Place of Presentation: 東北大学学際科学フロンティア研究所１階セミナー室（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2015-08-10 – 2015-08-10
  • Invited
• [Presentation] Polymeric Device for Transscleral Drug Delivery to the Posterior Segment of the eye (2015)
  • Author(s): Nobuhiro Nagai, Toshiaki Abe
  • Organizer: ソウル大学・香港大学・東北大学Joint Conference in Sendai 2015
  • Place of Presentation: 仙台ウェスティンホテル（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2015-08-05 – 2015-08-06
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ウノプロストン徐放デバイスによる網膜内局所持続投与の評価 (2015)
  • Author(s): 永井展裕、泉田泰子、梶弘和、本山玲美、西澤松彦、中澤徹、眞島行彦、阿部俊明
  • Organizer: 第31回日本DDS学会学術集会
  • Place of Presentation: 京王プラザホテル新宿(東京都新宿区）
  • Year and Date: 2015-07-02 – 2015-07-03
• [Presentation] Pharmacokinetic and Safety Evaluation of a Transscleral Sustained Unoprostone Release Device (2015)
  • Author(s): Nobuhiro Nagai, Yasuko Izumida, Eri Koyanagi, Hirokazu Kaji, Matsuhiko Nishizawa, Takahito Imagawa, Akiko Morikawa, Toru Nakazawa, Yukihiko Mashima, Toshiaki Abe
  • Organizer: 2015 ARVO annual meeting
  • Place of Presentation: Denver, Colorado, USA
  • Year and Date: 2015-05-03 – 2015-05-07
  • Int'l Joint Research